高性能均热板多支路回流型吸液芯优化设计与加工机理研究

均热板在光电领域应用前景广阔。针对目前高性能均热板应用受制于吸液芯设计与制造的现状，以吸液芯为研究对象和突破口，寻求适用于多点热源一体封装散热需求的大面积均热板设计与制造技术。利用数值计算和可视化观察实验手段，优化支撑柱位置与结构，优化均热板蒸汽腔内的压力和流场分布，实现多点热源、支撑结构与多支路回流通道的耦合设计；结合沟槽与烧结吸液芯的优点，提出沟槽/烧结多孔层复合吸液芯结构，采用犁切与烧结复合成形技术，实现具有多尺度结构特征的吸液芯成形主动控制；结合红外热成像技术、形貌表征手段，实现复合吸液芯性能的综合评价；采用压力、真空条件下的固相烧结技术，实现均热板的密封连接，探索焊接面表面质量、预压力和烧结温度对密封连接强度的影响机制。最终形成一套完整的高性能均热板设计、制造理论体系及加工方法，促进我国高热流密度热控制技术的发展。

均热板因其高效均热性能而在光电领域应用广泛，吸液芯一直是其制造的重点和难点问题。项目组以均热板吸液芯制造为突破口，开展了均热板的关键制造技术及理论的研究。完成了均热板多支路回流型吸液芯结构设计，采用几何模型和热阻网络分析的方法，建立了相关数学模型；进行了多支路回流型吸液芯型均热板的数值分析与设计优化，建立了均热板的物理模型、控制方法，确立了相关边界条件，搭建了有限元分析简化模型及网格划分，探讨了热源分布、支撑柱分布对均热板性能的影响规律。提出了微沟槽的犁切技术，利用SEM和金相技术观察并分析了微沟槽的成形机理，优化了犁切刀具结构。研究了复合吸液芯的犁切-热处理复合成形技术和犁切-固相烧结复合成形技术，分析了结构的成形机理，优化了工艺技术参数；利用红外测试和可视化观察技术，分析了复合吸液芯结构参数和工艺参数对其毛细性能的影响规律；采用金相观察和显微硬度的手段分析了均热板烧结扩散焊接的焊接机理，研究了烧结温度、保温时间和初始压力对焊接接头强度的影响规律；确立了多支路回流型吸液芯型均热板的制造工艺，分析了热源分布和支撑柱分布对均热板性能的影响。项目成果，对均热板的设计与制造提供了重要的理论与技术支撑。