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研发高效节能散热器,探索散热行业新方向
2023-07-12
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  大集成、高功率的电子元器件在运行时会产生大量的热量,如果热量不能及时散出,就会导致电子元器件产生热损伤现象,带来严重危害和巨大的经济损失。如何减少甚至避免电子元器件因热量积聚而导致的热损伤现象,高效散热技术是关键。

  当前,我国的散热行业市场规模已超千亿,还是以风冷和水冷散热为主要方式。但由于风冷存在震动与噪音大、所需空间大的原因,并不适用于高集成、高稳定场合。而水冷板由于存在老化以及无法实现局部高温区域针对性散热,实际应用缺陷也较明显。当下市场迫切需求一款高效率且能够稳定运用于工业场景的散热器件。

  来自杭州的尧瞬能源科技有限公司创始人李堯及其带领的大学生创新团队提交了一份优秀的答卷——高效率、微米级内循环相变均热板。

  相变是一种传递热量的高效方法,是理论最佳的散热模式。如何充分发挥相变均热板在工业应用场景下的散热性能,同时又有效克服传质效率低、循环效率低、液体回流速度慢等缺点?这个问题的解答,李尧团队整整用了2年。李堯带领团队成员通过查找文献、企业走访、产品拆解等多种方式全面了解均热板的结构和性能,并从吸液芯、内腔结构、内腔特性以及散热流道四个方面创造性地加以改进。

  传统相变均热板使用金属吸液芯,传质效率较低,李堯和团队成员提出使用钠基膨润土、银纤维、铜颗粒、微纳石墨粉等材料制作出高传质高导热复合吸液芯,并通过光固化分批打印技术,得到上层导热,中层过渡,下层吸水的吸液芯特殊三层结构。

  传统均热板采用方形内腔结构,循环效率较低。李堯及团队成员使用模拟软件,对均热板内腔的空气流体力学进行了百余次模拟,设计出椭圆型内腔结构。传统均热板内壁表面覆盖泡沫铜,液体回流速度慢,李堯及团队成员在椭圆腔体内壁上设计出上部亲水,下部疏水的内腔表面。内腔上部表面采用不同粒径铜粉压力烧结的处理方法达到亲水的效果,加快气体工质的凝结。下部表面采用飞秒激光刻画疏水阵列的处理方法达到疏水的效果,加快液体工质的流动速度。

  为保证产品能够长时间使用,李堯及团队成员提出在均热板底部加装散热底板,并设计了特殊的散热流道。散热流道由梯形结构与螺旋扁管组成,两者相互作用,形成湍流状态,传热速率再度提高。

  尧瞬能源科技有限公司的创始人李堯表示,自进入浙江机电职业技术学院后,被学校培养大国工匠的氛围所熏陶,在学校诸多“双创”教育政策的推动下,在“求实、求精、求新”校训精神指引下,与一群志同道合的团队成员不断探索,经历了2年的艰苦研发历程,克服了一个又一个难点,设计出了国内首创的一款拥有高度自主知识产权的产品——高效率、微米级内循环相变均热板。

  李堯及团队以内循环相变均热板为主要产品成立了杭州尧瞬能源科技有限公司,基于前期实验及技术开发累积经验,公司目前已申报专利5项,软件著作1项。

  经第三方平台检测,尧瞬能源科技有限公司相变均热板的综合散热性能超传统水冷产品25%,在已有的报道中遥遥领先,据测算,将减少由于热损伤造成的直接经济损失4500万元以上。目前,尧瞬科技已与多家企业和高校签订了采购协议,预计2024年营业额将达到600万元以上,相比今年实现翻一番。

  李堯及其团队表示,非常感谢政府和学校对初创企业的支持,尧瞬科技未来的目标除了靠现有的产品实现利润增长、创造就业机会之外,更希望能够不断地进行科技创新和技术迭代,创造出更好的产品,为高集成度电子元器件的应用保驾护航,为推动科技进步、经济发展、环境保护做出自己的贡献。

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