一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构及其加工方法，分层式微纳复合结构包括硅基板、硅基板上生长的柱形微结构以及柱形微结构顶面四周的纳米空穴。该复合结构以阵列式排布的柱形微结构为基础，能有效提高热流密度区的液体补给速度；在柱形微结构顶面四周生成的纳米空穴，能有效提高汽化核心密度，从而提高沸腾传热系数。纳米尺度空穴仅分布在柱形微结构顶面的四周，有效防止高热流密度区气泡在柱形微结构底部的大面积横向合并，有效延缓传热恶化的发生，并保证液体补给能力不会因为纳米结构的引入而遭到削弱。通过干腐蚀法一次加工成型分层式微纳复合结构，实现微结构的精确调控，该加工方法操作简单且制造成本较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构及其加工方法


[0001]本专利技术属于相变强化传热
，涉及一种适用于沸腾传热强化的技术，具体涉及一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构及其加工方法。

技术介绍

[0002]沸腾传热作为一种十分高效的散热方式，广泛应用于航空航天、军事设备、大功率LED灯以及集成电路等超高热流密度器件的散热当中。然而，随着电子器件的集成度和性能的不断提高，超高热流密度器件的热流密度在不断攀升，对沸腾传热技术也不断提出新的挑战。因此，沸腾传热的强化，包括降低换热壁面温度、提高沸腾换热系数和临界热流密度成为了当下超高热流密度器件散热亟待解决的问题。
[0003]微纳加工技术的不断发展极大地促进了强化传热的研究与应用。利用微结构和纳米结构可实现沸腾传热的显著强化。其中微结构对增加换热面的传热面积、提高表面润湿性和毛细芯吸性、调控气泡行为和调节气液不稳定波长等方面具有显著的效果；纳米结构表面则在提高汽化核心密度、增加表面传热面积、提高表面润湿性和毛细芯吸性等方面也存在很大优势。
[0004]微结构与纳米结构在传热强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构，其特征在于：包括硅基板(1)，在硅基板(1)上生长有呈规则阵列式分布的柱形微结构(2)，所述柱形微结构(2)中各柱形横截面尺寸为微米级，在各柱子顶面四周边缘密布有纳米级的纳米空穴(3)。2.如权利要求1所述的强化沸腾传热的分层式微纳复合结构，其特征在于：所述的硅基板(1)厚度为0.5～1mm。3.如权利要求1所述的强化沸腾传热的分层式微纳复合结构，其特征在于：所述柱形微结构(2)中的柱形为方柱或者圆柱，方柱柱宽和圆柱直径均为20～100μm，柱高为60～200μm，相邻柱形之间的中心距为方柱柱宽或圆柱直径的1.5～2.5倍。4.如权利要求1所述的强化沸腾传热的分层式微...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，李庆，魏进家，杨曦，李瑾，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：