論文名稱：環路熱管中纖維吸液芯蒸發器與微通道冷凝器的設計加工及性能研究

論文作者：廈門大學/凌偉淞

指導教師：周偉《研究領域：主要從事于精密制造技術、功能微結構制造、新能源與節能技術、生物醫療器等領域的研究。》

隨著微電子技術的迅速發展，電子器件的高頻化和高速化導致其熱流密度急劇增加，傳統散熱技術已經無法滿足當前的散熱需求。環路熱管是一種基于相變散熱原理的高效散熱裝置，由吸液芯提供驅動液體工質的毛細抽吸力，因此環路熱管具有傳熱能力強、無需外部能量輸入等優點，在微電子以及航空航天等領域具有廣泛的應用。本論文對蒸發器的吸液芯結構和冷凝器的微通道結構展開研究，提升了環路熱管傳熱傳質性能。

吸液芯的優化設計及性能研究。以多齒刀具車削加工得到的粗糙表面銅纖維為原料，基于低溫固相燒結技術制造單一孔隙率、復合孔隙率和漸變孔隙率吸液芯。搭建毛細抽吸和吸附性能測試平臺，建立毛細抽吸模型，研究吸液芯的孔隙率、孔隙率分布以及纖維表面形貌等參數對毛細抽吸和吸附性能的影響。

基于銅纖維燒結吸液芯蒸發器的環路熱管傳熱性能研究。設計基于銅纖維燒結吸液芯的環路熱管，將新型銅纖維燒結吸液芯應用于環路熱管，通過改變吸液芯的孔隙率和孔隙率分布以及纖維表面形貌，研究銅纖維燒結吸液芯對環路熱管傳熱性能的影響，驗證了銅纖維燒結吸液芯在環路熱管中應用的可行性。

微通道結構的優化設計及性能研究。設計一款新型的側壁面換熱交錯式微通道結構，將該微通道作為環路熱管冷凝器，研究了微通道結構對換熱性能的影響，獲得了微通道內部的傳熱傳質機理。采用流-固耦合數值仿真方法，對微通道的深、寬和間距等參數進行優化設計。

基于微通道冷凝器的環路熱管傳熱性能研究。基于交錯式微通道冷凝器，研究了通道結構和運行參數對環路熱管傳熱性能的影響。相比于傳統的翅片風冷式冷凝器，交錯式微通道冷凝器使環路熱管傳熱能力提升了4倍，熱阻降低了4.4倍，從而證明了交錯式微通道在環路熱管冷凝器中應用的可行性。

本論文對環路熱管的吸液芯和微通道結構等關鍵元件展開設計和性能研究，有效提高了環路熱管的傳熱性能，為環路熱管的設計和實際應用提供指導意義。