Vývoj a aplikácia parnej komory

So vznikom a rýchlym vývojom piatej generácie technológie mobilnej komunikácie (5G technológia), elektronické produkty, najmä smartfóny, tablety a ďalšie produkty, sa čoraz viac posúvajú smerom k vysokému výkonu, vysokej integrácii a miniaturizácii, čo vedie k ultra vysokému tepelnému toku. hustota v extrémne úzkych priestoroch. Ako účinný prvok prenosu tepla má parná komora charakteristiky nízkeho tepelného odporu a rovnomernej teploty a je široko používaná v module rozptylu tepla zariadení s vysokým tepelným tokom.

Pokrok elektronického priemyslu viedol k vývoju elektronických produktov smerom k malým rozmerom a vysokej integrácii, čo má za následok vyššiu spotrebu energie elektronických komponentov. Napríklad odhadovaný rozptyl bandgap zosilňovačov vo vojenskom a leteckom priemysle presahuje 1000 W/cm2. Obyčajné chladiče už nedokážu uspokojiť potreby odvádzania tepla s vysokou hustotou tepelného toku. Dva typy chladičov poháňaných kapilárami, ako sú tepelné trubice, ploché tepelné trubice a parná komora, sa ukázali ako najúčinnejšie pasívne chladiace zariadenia spomedzi týchto dvoch chladiacich zariadení. Majú výhody, ako je silná tepelná vodivosť, dobrý efekt vyrovnávania teploty a silná štrukturálna prispôsobivosť. Parná komora sa stala výskumným centrom pre mnohých vedcov doma aj v zahraničí kvôli ich vyššiemu výkonu pri odvádzaní tepla.

V súčasnosti metódy odvádzania tepla používané pre elektronické zariadenia zahŕňajú najmä odvádzanie tepla z grafitu, odvádzanie tepla z grafénu, odvádzanie tepla gélom na vedenie tepla, chladenie teplovodným potrubím, ochladzovanie parnej komory atď., ako je uvedené v tabuľke 1. Medzi nimi aj odvádzanie tepla z grafitu , odvádzanie tepla z grafénu a odvádzanie tepla z tepelne vodivého gélu patrí k materiálom na odvádzanie tepla s obmedzeným účinkom odvádzania tepla, ktoré sa používajú najmä v malých elektronických výrobkoch; Tepelné rúrky a tepelné platne sú komponenty na odvádzanie tepla s vysokou účinnosťou odvádzania tepla a používajú sa hlavne vo veľkých a stredne veľkých elektronických zariadeniach. Hoci tepelné trubice aj parná komora využívajú fázovú zmenu na dosiahnutie rozptylu tepla, vrátane štyroch hlavných krokov vedenia, odparovania, prúdenia a kondenzácie, ich metódy vedenia tepla sú odlišné. Tepelné trubice predstavujú jednorozmerný prenos tepla, zatiaľ čo namáčacie dosky predstavujú dvojrozmerný prenos tepla s väčšou kontaktnou plochou s médiom na odvádzanie tepla, rovnomernejším odvodom tepla a lepšou prispôsobivosťou potrebám aplikácií v oblastiach, ako sú miniaturizované elektronické zariadenia. v ére 5G. Súvisiace štúdie ukázali, že výkon chladiča s rovnomernou tepelnou doskou je o 20 % až 30 % vyšší ako výkon tepelnej trubice, čo môže ďalej zlepšiť účinnosť tepelnej vodivosti.

Parná komora pozostáva z utesneného plášťa rúrky, pórovitého jadra absorbujúceho kvapalinu a pracovnej tekutiny. Kvapalná pracovná kvapalina absorbuje teplo a odparuje sa na odparovacom konci a potom je transportovaná v plynnej forme ku kondenzačnému koncu v dutine, kde uvoľňuje teplo a kondenzuje. Skondenzovaná kvapalná pracovná kvapalina je poháňaná kapilárnou silou a transportovaná späť k odparovaciemu koncu cez porézne sacie jadro. V tomto cykle môže ohrievacia platňa pracovať nezávisle bez externého pohonu, čím sa dokončí efektívny prenos tepla. Namáčaciu dosku je možné rozdeliť na dva typy podľa smeru prenosu tepla a dva typy parnej komory prenášajú teplo v smere hrúbky a dĺžky. Prvý môže odoberať viac tepla prostredníctvom rozsiahlej kondenzácie; Ten môže prenášať na veľké vzdialenosti a udržiavať vynikajúcu rovnomernosť teploty. Parná komora je rozdelená hlavne na štandardnú parnú komoru (väčšia alebo rovná 2 mm), ultratenkú parnú komoru (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.

Použitie parných komôr možno rozdeliť do dvoch kategórií na základe rôznych aplikačných prostredí, konkrétne aplikácie v pozemnom prostredí a aplikácie v leteckom prostredí. Prvý z nich je v gravitačnom prostredí, ako sú základňové stanice 5G, elektronické produkty, ako sú mobilné telefóny a počítače, automobilové elektronické chladenie atď., zatiaľ čo druhé je v prostredí nulovej gravitácie, mikrogravitácie alebo supergravitácie, ako napríklad v kozmickom priemysle. pole.

Elektronické súčiastky vytvárajú veľké množstvo tepla v malom objeme a efektívny odvod tepla sa stal jednou z hlavných ťažkostí ďalšieho technologického rozvoja. V porovnaní s tradičnými tepelnými rúrami môže jednotná tepelná doska ako nový typ zariadenia na vedenie tepla priamo kontaktovať zdroj tepla a rovnomerne prenášať teplo vo všetkých smeroch. Má efektívny a rovnomerný výkon pri vedení tepla a je široko používaný v oblastiach, ako je elektronika, letectvo a nové energetické vozidlá.