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表面超亲/疏水性对三维脉动热管传热性能的影响

三维脉动热管；超亲水性；超疏水性；化学刻蚀；导热系数

目前功率芯片微型化、集成化的发展趋势给现有的热管理系统带来极大的挑战。为了提高热管理系统的散热效率，我们面向功率芯片散热需求设计了一种新型三维脉动热管(Three-dimensional oscillating heat pipe,3D-OHP)，同时为了进一步提高3D-OHP传热性能，我们采用化学刻蚀和自组装方法对3D-OHP内表面通道修饰，研究3D-OHP在垂直和水平安装条件时不同3D-OHP润湿状态下启动和传热性能。结果表明，在同一加热功率和润湿状态下3D-OHP在垂直安装条件下传热性能优于水平安装条件工况，最低热阻为0.017 ^oC/W。3D-OHP无论是在垂直或水平安装条件下，超亲水/超疏水混合润湿状态3D-OHP启动和传热性能均最佳。热管启动温度相比于未经处理的3D-OHP分别降低了22.29%和13.50%，导热系数则分别提升了72.47%和62.45%。此外，在同一加热功率和润湿状态下其垂直安装运行性能优于水平安装条件，表明此热管更适合垂直条件安装。以上研究将为学者们通过改变热管内表面润湿状态以此增强3D-OHP运行性能，进而提高功率芯片热管理系统散热效率提供一定的参考价值。