液態(tài)金屬及碳納米管強化界面?zhèn)鳠嵫芯?/H1>
發(fā)布時間：2018-03-20 02:04
本文選題：液態(tài)金屬 切入點：碳納米管陣列 出處：《大連海事大學》2016年博士論文 論文類型：學位論文
【摘要】：隨著高新技術的快速發(fā)展,界面?zhèn)鳠嵘婕暗酱邦I域眾多系統(tǒng)的有效熱管理,例如在船舶電子元器件有效散熱方面,隨著船舶自動化程度的不斷提高,大量電子元器件被應用在船舶自動控制系統(tǒng)當中,電子元器件趨向高度集成化,船用電子器件的散熱成為極大挑戰(zhàn),而界面熱阻的存在是電子元器件熱量無法有效散失的主要原因。在船舶廢熱回收方面,船舶熱電轉換裝置正在迅速發(fā)展,熱電轉換裝置的整體效率也與界面?zhèn)鳠嵯⑾⑾嚓P。因此,如何提高界面?zhèn)鳠釋Υ氨姸嘞到y(tǒng)的可靠性和工作效率有著重要意義。本文首先對碳納米管陣列提高界面?zhèn)鳠嵝阅苓M行了實驗研究,利用化學氣相沉積的方法制備出碳納米管陣列,利用氫氟酸腐蝕二氧化硅的方法實現(xiàn)碳納米管陣列與生長硅基底之間的分離,得到獨立的碳納米管陣列；然后研究其單獨使用和施加不同綁定材料情況下提高界面?zhèn)鳠岬男阅�。結果顯示碳納米管陣列單獨作為熱界面材料時,可以使試樣整體熱阻減少74.11%,試樣整體熱阻值為174.5±13.1mm2K/W。當選用導熱硅脂和導熱硅膠片作為碳納米管陣列的綁定材料時,可以使試樣整體熱阻降低83.46%。試樣整體熱阻值為103.1±7.7mm2K/W。應用碳納米管陣列結合綁定材料的方式雖然可以提高界面?zhèn)鳠崮芰?但是所制備試樣的熱阻絕對值依然很高。液態(tài)金屬因其良好的導熱性能,在提高界面?zhèn)鳠岱矫娴膽檬艿皆絹碓蕉嗟年P注,因此本文進一步對液態(tài)金屬提高界面?zhèn)鳠嵝阅苓M行了實驗研究。當選用Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬和氧化后Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬作為熱界面材料時,可以使兩銅片之間整體接觸熱阻分別達到4.822±0.130 mm2K/W和11.202±0.278mm2K/W,與銅銅干接觸相比,分別降低了99.3%和98.3%。為了進一步測量液態(tài)金屬的導熱系數(shù)及其與銅片之間的界面熱阻,本文提出一種基于激光閃射法的膏狀物材料導熱系數(shù)及界面熱阻測量方法。通過制備具有特殊結構的樣品支架,可以測量出液態(tài)金屬在不同厚度情況下所對應的整體接觸熱阻,然后利用最小二乘法擬合可以得出液態(tài)金屬的導熱系數(shù)和相應界面熱阻。利用上述方法測量了Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬和氧化后Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬的導熱性能。結果顯示導熱系數(shù)測量結果分別為37.047±3.781 W／(m·K)和15.346±2.068W／(m·K)；界面熱阻測量結果分別為2.142±0.379 mm2K/W和4.58±0.908 mm2K/W。通過與公開報道文獻中該組分液態(tài)金屬導熱性能測量結果進行對比,驗證了本文中所提出測量方法的可行性。為進一步提升液態(tài)金屬作為熱界面材料的性能,本文嘗試利用石墨烯、銅顆粒等高導熱顆粒對Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬進行改性處理。結果顯示利用石墨烯對液態(tài)金屬進行改性處理所得到混合物的導熱性能變差,當石墨烯質量分數(shù)為2.0wt%,所對應兩銅片之間接觸熱阻值為42.2±3.2 mm2K/W;通過對所得混合物進行Micro-XCT表征發(fā)現(xiàn),由于石墨烯與液態(tài)金屬之間的潤濕性差,導致在混合過程中大量氣泡的存在,從而導致所形成混合物的導熱性能降低。而利用銅顆粒對液態(tài)金屬進行改性處理后,可以大幅提高氧化后液態(tài)金屬的導熱性能,并且能夠降低液態(tài)金屬流動性。本文制備了銅顆粒質量分數(shù)分別為2.5wt%、wt%、 7.5wt%、10wt%和12.5wt%五種液態(tài)金屬-銅顆粒試樣,并對各試樣的導熱性能進行了測量。測量結果顯示各混合物試樣的導熱系數(shù)隨銅顆粒質量分數(shù)增加呈線性增加,當熱阻隨銅顆粒質量分數(shù)增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢；銅顆粒質量分數(shù)為12.5wt%液態(tài)金屬-銅顆�；旌衔锏膶嵯禂�(shù)為38.907±8.689 W／(m·K),與OLMA相比分別提高了153.5%；銅顆粒質量分數(shù)為2.5wt%液態(tài)金屬-銅顆�；旌衔锼鶎慕缑鏌嶙枳畹蜑�1.164±0.481mmK/W,與OLMA相比界面熱阻降低了74.6%。液態(tài)金屬與固體表面之間界面熱阻受外界壓力、潤濕性、固體表面形貌等因素影響,為了深入研究各影響因素對界面熱阻的影響規(guī)律,本文建立了液態(tài)金屬與固體表面之間界面熱阻理論計算模型,并首次揭示了液態(tài)金屬潤濕性、固體表面形貌和外界壓力對液態(tài)金屬與銅表面之間界面熱阻的影響規(guī)律。液態(tài)金屬與銅片之間界面熱阻隨外界壓力升高、潤濕性改善而降低,隨固體表面粗糙度升高而升高；并通過實驗測量數(shù)據(jù)對所得出的影響規(guī)律進行了驗證。
[Abstract]:With the rapid development of high technology, the interface heat transfer involves many effective thermal management system of marine areas, for example in ship electronic components cooling effectively, with the continuous improvement of the degree of automation, a large number of electronic components used in the automatic control system of ship, electronic components tend to be highly integrated, marine electronic device cooling become great the challenge, and the interface thermal resistance is the main reason for electronic components, the heat can not be effectively dissipated. In ship waste heat recovery, the thermoelectric conversion device is developing rapidly, the overall efficiency of thermoelectric conversion device is also closely linked with the interfacial heat transfer. Therefore, how to improve the interfacial heat transfer plays an important role in many ship system reliability and work efficiency. This paper carried out experimental study on carbon nanotube array to improve the heat transfer performance of the interface, the use of chemical vapor Deposition method to prepare carbon nanotube array, realize the separation between carbon nanotubes and growth of silicon substrate by using the method of hydrofluoric acid etching of silicon dioxide, carbon nanotube array independently; and then to study its use alone and applying different binding materials under the condition to improve the performance of heat transfer. The results showed that carbon nanotube arrays alone as thermal interface materials that can make the whole sample resistance is reduced by 74.11%, the whole sample resistance was 174.5 + 13.1mm2K/W. when using thermal grease and silicone film as binding material of carbon nanotube arrays, can make the whole sample resistance decreased 83.46%. sample thermal resistance value is 103.1 + 7.7mm2K/W. application of carbon nanotube arrays with binding material can improve the interfacial heat transfer mode the resistance ability, but the absolute value of the samples is still very high. Because of its good thermal conductivity of liquid metal The performance, application in improving the interfacial heat transfer has attracted more and more attention, so this paper further improve the heat transfer performance of liquid metal interface was studied. When using Ga62.5In21.5Sn16 liquid metal and liquid metal oxide Ga62.5In21.5Sn16 as thermal interface materials, can make two copper contact resistance between the overall reach 4.822 + 0.130 and 11.202 + 0.278mm2K/W mm2K/W respectively, dry contact compared with copper, decreased the interfacial thermal resistance between 99.3% and 98.3%. for measuring thermal conductivity of liquid metal further and copper, this paper proposes a paste material coefficient of thermal conductivity and interfacial thermal resistance measurement method based on laser method. Through the preparation of sample holder with special structure, can be measured the overall thermal contact resistance of liquid metal in the case of different thickness, and then fitting using least square method The thermal conductivity and the corresponding interfacial thermal resistance can be obtained. By using the method of liquid metal and liquid metal oxide Ga62.5In21.5Sn16 was measured after Ga62.5In21.5Sn16 liquid metal thermal conductivity. The results showed that the measurement results of thermal conductivity were 37.047 + 3.781 W / (M - K) and 15.346 2.068W / (M + K); interface thermal resistance measurement results respectively. 2.142 + 0.379 + 0.908 mm2K/W and 4.58 mm2K/W. with publicly reported in the literature of the component measurement results of thermal conductivity of liquid metal were compared to verify the feasibility of the measurement method proposed in this paper. In order to further improve the performance of liquid metal as thermal interface materials, this paper tried to use graphene, modification of liquid Ga62.5In21.5Sn16 the metal of copper particles with high thermal conductivity. The results showed that the liquid metal particles were modified by thermal conductivity of the mixture variation by using graphene When the mass fraction of graphene, 2.0wt%, corresponding to the two copper contact resistance value of 42.2 + 3.2 mm2K/W; through Micro-XCT characterization of the resulting mixture, because the wettability between graphene and the liquid metal, resulting in the mixing process in the presence of a large number of bubbles, which leads to the decrease of thermal conductivity of the mixture. The liquid metal is modified by copper particles, can significantly improve the thermal conductivity after oxidation of the liquid metal, and can reduce the flow of liquid metal. The preparation of the mass fraction of copper particles was 2.5wt%, respectively wt%, 7.5wt%, 10wt% and 12.5wt% five kinds of liquid metal - copper particles and thermal conductivity of sample. All samples were measured. The measurement results showed that the thermal conductivity of each mixture specimen increases linearly with the mass fraction of copper particles increased when the thermal resistance increased with mass fraction of copper particles increased First decreased and then increased; the mass fraction of copper particles for the thermal conductivity of 12.5wt% liquid metal - copper particle mixture is 38.907 + 8.689 W / (M - K), increased by 153.5% compared with OLMA respectively; the mass fraction of copper particles to the corresponding 2.5wt% liquid metal - copper particle mixture interface thermal resistance as low as 1.164. 0.481mmK/W, compared with OLMA reduce the interfacial thermal resistance between 74.6%. liquid metal and solid interface thermal resistance under external pressure, wettability, effect of solid surface topography and other factors, in order to deeply researched the influencing factors on the interfacial thermal resistance, this paper established the calculation model between the liquid metal and solid surface interface thermalresistance and revealed for the first time the wettability of liquid metal, influence of solid surface and external pressure on the thermal resistance of the interface between the liquid metal and copper surface. The copper interface between the liquid metal and heat resistance with The external pressure increased and the wettability improved, and increased with the increase of the surface roughness of the solid. The influence rule was verified by the experimental data.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U665.26
【相似文獻】
相關期刊論文 前10條
1 鈴木鎮(zhèn)夫;李芙美;;液態(tài)金屬鍛壓動態(tài)[J];重型機械;1975年02期
2 陸志勇;液態(tài)金屬發(fā)動機[J];山東農(nóng)機;1995年06期
3 王強,陸坤權,李言祥;液態(tài)純銻電阻率隨溫度的反常變化[J];科學通報;2001年12期
4 王亦曼,張貽英,鄭經(jīng)祥;長壽命高穩(wěn)定度液態(tài)金屬離子源[J];真空科學與技術;1987年01期
5 王勇;預成型件加壓液態(tài)金屬熔鑄提高零件強度[J];兵器材料科學與工程;1990年05期
6 StavrosA.Argyropoulos ,PanagiotisG.Sismanis ,康淑媛;利用微處理機測量液態(tài)金屬中的熱對流[J];兵器材料科學與工程;1990年06期
7 吳孟懷,周堯和;液態(tài)金屬熱擴散研究[J];西北工業(yè)大學學報;1992年01期
8 劉利;;新型液態(tài)冷卻劑[J];機械制造;1993年01期
9 維民;液態(tài)金屬發(fā)動機[J];農(nóng)機推廣;1996年02期
10 微亮;如何處置英國快堆的液態(tài)金屬[J];國外核新聞;1997年02期
相關會議論文 前9條
1 李東剛;;利用慢中子散射測量液態(tài)金屬擴散系數(shù)[A];第三屆散裂中子源多學科應用研討會論文集[C];2006年
2 王紅艷;唐嬋;畢小龍;;液態(tài)金屬內(nèi)部氚氣泡的輸運和流動的數(shù)值模擬[A];第十四屆全國核物理大會暨第十屆會員代表大會論文集[C];2010年
3 周洪強;孫海權;張鳳國;王裴;;液態(tài)金屬的層裂破碎[A];第七屆全國工程結構安全防護學術會議論文集[C];2009年
4 周月明;潘勝波;瞿雪元;淺井茲生;佐佐健介;;電磁場下液態(tài)金屬保持的實驗研究[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年
5 朱志強;黃群英;章毛連;高勝;吳宜燦;FDS團隊;;中國DRAGON系列液態(tài)金屬鋰鉛回路及實驗研究[A];第三屆反應堆物理與核材料學術研討會論文集[C];2007年
6 朱志強;黃群英;章毛連;高勝;吳宜燦;FDS團隊;;中國DRAGON系列液態(tài)金屬鋰鉛回路及實驗研究[A];第三屆反應堆物理與核材料學術研討會論文摘要集[C];2007年
7 凌新圳;黃群英;高勝;朱志強;陳雅萍;宋勇;陳云龍;吳宜燦;FDS團隊;;液態(tài)金屬鋰鉛合金與CLAM鋼潤濕行為的初步研究[A];第四屆全國反應堆物理與核材料學術研討會論文集[C];2009年
8 劉保林;李建;彭燕;李然;趙凌志;許玉玉;李雪臨;沙次文;;液態(tài)金屬磁流體發(fā)電機性能分析[A];中國可再生能源學會海洋能專業(yè)委員會第三屆學術討論會論文集[C];2010年
9 王紅艷;楊錦;柯嚴;劉曉平;吳宜燦;何曉雄;;FDS包層液態(tài)金屬磁流體的計算機數(shù)值模擬[A];全國第十五屆計算機科學與技術應用學術會議論文集[C];2003年
相關重要報紙文章 前10條
1 陳丹;美用液態(tài)金屬構建無支撐3D結構[N];科技日報;2013年
2 南方日報記者 王騰騰 張婧 實習生 任浩;液態(tài)“終結者” 不再是純幻想[N];南方日報;2014年
3 醫(yī)學院;劉靜小組可變形液態(tài)金屬新發(fā)現(xiàn)為研制柔性機器開啟全新途徑[N];新清華;2014年
4 本報記者 李波;液態(tài)金屬印刷解決3D打印發(fā)展瓶頸[N];中國證券報;2013年
5 本報記者 楊博;蘋果新手機或使用液態(tài)金屬外殼[N];中國證券報;2013年
6 本報記者 楊博;蘋果延長與液態(tài)金屬公司排他性協(xié)議[N];中國證券報;2014年
7 記者 朱賢佳;A股公司打造儲能“獨門秘籍”[N];上海證券報;2013年
8 醫(yī)學院;劉靜團隊提出液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復技術引起國際廣泛關注[N];新清華;2014年
9 鄭瑞;iPhone6將采用液態(tài)金屬材料[N];人民郵電;2014年
10 陳丹;液態(tài)金屬天線可實現(xiàn)自我修復[N];科技日報;2010年
相關博士學位論文 前8條
1 李根;液態(tài)金屬及碳納米管強化界面?zhèn)鳠嵫芯縖D];大連海事大學;2016年
2 馬坤全;液態(tài)金屬芯片散熱方法的研究[D];中國科學院研究生院（理化技術研究所）;2008年
3 張月紅;鈦合金TiH_2分解法液態(tài)置氫技術基礎研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年
4 周麗麗;液態(tài)金屬鉛凝固過程中微觀結構演變特性的模擬研究[D];湖南大學;2012年
5 鄭采星;液態(tài)（943K）Al快速凝固為非晶態(tài)過程中微觀結構的分子動力學模擬研究[D];湖南大學;2001年
6 鐘云波;電磁力場作用下液態(tài)金屬中非金屬顆粒遷移規(guī)律及其應用研究[D];上海大學;2000年
7 谷廷坤;合金熔體局域結構的實驗及從頭算研究[D];山東大學;2005年
8 徐敬堯;先進核反應堆用鉛鉍合金性能及純凈化技術研究[D];中國科學技術大學;2013年
相關碩士學位論文 前10條
1 朱志川;高熱負荷環(huán)境下流動液態(tài)金屬傳熱行為的流體模擬[D];西南民族大學;2015年
2 秦雪;加速器驅動次臨界系統(tǒng)中液態(tài)有窗和無窗靶的中子物理及熱工水力特性[D];重慶大學;2015年
3 祁旋;液態(tài)結構變化影響下的Bi-Sb/Sn合金再加工性質研究[D];淮北師范大學;2016年
4 呂逸君;大渦模擬液態(tài)金屬在環(huán)形管道內(nèi)的湍流傳熱特性[D];中國科學技術大學;2015年
5 劉傳寶;液態(tài)金屬電阻率快速檢測方法及裝置的研究[D];哈爾濱理工大學;2010年
6 張明曉;電磁感應式液態(tài)金屬電阻率測量裝置的研制與應用[D];山東大學;2009年
7 王紅艷;聚變反應堆包層中液態(tài)金屬磁流體動力學效應研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年
8 賈燕;Cu系及Sb系二元合金液態(tài)及過冷態(tài)結構的研究[D];山東大學;2012年
9 田力;液態(tài)金屬回路的腐蝕機理研究[D];華北電力大學;2014年
10 林艷;液態(tài)金屬鋅凝固過程中微觀結構演變的模擬研究[D];湖南大學;2008年
，
本文編號：1637001
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/chuanbolw/1637001.html
本文選題：液態(tài)金屬 切入點：碳納米管陣列 出處：《大連海事大學》2016年博士論文 論文類型：學位論文
【摘要】：隨著高新技術的快速發(fā)展,界面?zhèn)鳠嵘婕暗酱邦I域眾多系統(tǒng)的有效熱管理,例如在船舶電子元器件有效散熱方面,隨著船舶自動化程度的不斷提高,大量電子元器件被應用在船舶自動控制系統(tǒng)當中,電子元器件趨向高度集成化,船用電子器件的散熱成為極大挑戰(zhàn),而界面熱阻的存在是電子元器件熱量無法有效散失的主要原因。在船舶廢熱回收方面,船舶熱電轉換裝置正在迅速發(fā)展,熱電轉換裝置的整體效率也與界面?zhèn)鳠嵯⑾⑾嚓P。因此,如何提高界面?zhèn)鳠釋Υ氨姸嘞到y(tǒng)的可靠性和工作效率有著重要意義。本文首先對碳納米管陣列提高界面?zhèn)鳠嵝阅苓M行了實驗研究,利用化學氣相沉積的方法制備出碳納米管陣列,利用氫氟酸腐蝕二氧化硅的方法實現(xiàn)碳納米管陣列與生長硅基底之間的分離,得到獨立的碳納米管陣列；然后研究其單獨使用和施加不同綁定材料情況下提高界面?zhèn)鳠岬男阅�。結果顯示碳納米管陣列單獨作為熱界面材料時,可以使試樣整體熱阻減少74.11%,試樣整體熱阻值為174.5±13.1mm2K/W。當選用導熱硅脂和導熱硅膠片作為碳納米管陣列的綁定材料時,可以使試樣整體熱阻降低83.46%。試樣整體熱阻值為103.1±7.7mm2K/W。應用碳納米管陣列結合綁定材料的方式雖然可以提高界面?zhèn)鳠崮芰?但是所制備試樣的熱阻絕對值依然很高。液態(tài)金屬因其良好的導熱性能,在提高界面?zhèn)鳠岱矫娴膽檬艿皆絹碓蕉嗟年P注,因此本文進一步對液態(tài)金屬提高界面?zhèn)鳠嵝阅苓M行了實驗研究。當選用Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬和氧化后Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬作為熱界面材料時,可以使兩銅片之間整體接觸熱阻分別達到4.822±0.130 mm2K/W和11.202±0.278mm2K/W,與銅銅干接觸相比,分別降低了99.3%和98.3%。為了進一步測量液態(tài)金屬的導熱系數(shù)及其與銅片之間的界面熱阻,本文提出一種基于激光閃射法的膏狀物材料導熱系數(shù)及界面熱阻測量方法。通過制備具有特殊結構的樣品支架,可以測量出液態(tài)金屬在不同厚度情況下所對應的整體接觸熱阻,然后利用最小二乘法擬合可以得出液態(tài)金屬的導熱系數(shù)和相應界面熱阻。利用上述方法測量了Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬和氧化后Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬的導熱性能。結果顯示導熱系數(shù)測量結果分別為37.047±3.781 W／(m·K)和15.346±2.068W／(m·K)；界面熱阻測量結果分別為2.142±0.379 mm2K/W和4.58±0.908 mm2K/W。通過與公開報道文獻中該組分液態(tài)金屬導熱性能測量結果進行對比,驗證了本文中所提出測量方法的可行性。為進一步提升液態(tài)金屬作為熱界面材料的性能,本文嘗試利用石墨烯、銅顆粒等高導熱顆粒對Ga62.5In21.5Sn16液態(tài)金屬進行改性處理。結果顯示利用石墨烯對液態(tài)金屬進行改性處理所得到混合物的導熱性能變差,當石墨烯質量分數(shù)為2.0wt%,所對應兩銅片之間接觸熱阻值為42.2±3.2 mm2K/W;通過對所得混合物進行Micro-XCT表征發(fā)現(xiàn),由于石墨烯與液態(tài)金屬之間的潤濕性差,導致在混合過程中大量氣泡的存在,從而導致所形成混合物的導熱性能降低。而利用銅顆粒對液態(tài)金屬進行改性處理后,可以大幅提高氧化后液態(tài)金屬的導熱性能,并且能夠降低液態(tài)金屬流動性。本文制備了銅顆粒質量分數(shù)分別為2.5wt%、wt%、 7.5wt%、10wt%和12.5wt%五種液態(tài)金屬-銅顆粒試樣,并對各試樣的導熱性能進行了測量。測量結果顯示各混合物試樣的導熱系數(shù)隨銅顆粒質量分數(shù)增加呈線性增加,當熱阻隨銅顆粒質量分數(shù)增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢；銅顆粒質量分數(shù)為12.5wt%液態(tài)金屬-銅顆�；旌衔锏膶嵯禂�(shù)為38.907±8.689 W／(m·K),與OLMA相比分別提高了153.5%；銅顆粒質量分數(shù)為2.5wt%液態(tài)金屬-銅顆�；旌衔锼鶎慕缑鏌嶙枳畹蜑�1.164±0.481mmK/W,與OLMA相比界面熱阻降低了74.6%。液態(tài)金屬與固體表面之間界面熱阻受外界壓力、潤濕性、固體表面形貌等因素影響,為了深入研究各影響因素對界面熱阻的影響規(guī)律,本文建立了液態(tài)金屬與固體表面之間界面熱阻理論計算模型,并首次揭示了液態(tài)金屬潤濕性、固體表面形貌和外界壓力對液態(tài)金屬與銅表面之間界面熱阻的影響規(guī)律。液態(tài)金屬與銅片之間界面熱阻隨外界壓力升高、潤濕性改善而降低,隨固體表面粗糙度升高而升高；并通過實驗測量數(shù)據(jù)對所得出的影響規(guī)律進行了驗證。
[Abstract]:With the rapid development of high technology, the interface heat transfer involves many effective thermal management system of marine areas, for example in ship electronic components cooling effectively, with the continuous improvement of the degree of automation, a large number of electronic components used in the automatic control system of ship, electronic components tend to be highly integrated, marine electronic device cooling become great the challenge, and the interface thermal resistance is the main reason for electronic components, the heat can not be effectively dissipated. In ship waste heat recovery, the thermoelectric conversion device is developing rapidly, the overall efficiency of thermoelectric conversion device is also closely linked with the interfacial heat transfer. Therefore, how to improve the interfacial heat transfer plays an important role in many ship system reliability and work efficiency. This paper carried out experimental study on carbon nanotube array to improve the heat transfer performance of the interface, the use of chemical vapor Deposition method to prepare carbon nanotube array, realize the separation between carbon nanotubes and growth of silicon substrate by using the method of hydrofluoric acid etching of silicon dioxide, carbon nanotube array independently; and then to study its use alone and applying different binding materials under the condition to improve the performance of heat transfer. The results showed that carbon nanotube arrays alone as thermal interface materials that can make the whole sample resistance is reduced by 74.11%, the whole sample resistance was 174.5 + 13.1mm2K/W. when using thermal grease and silicone film as binding material of carbon nanotube arrays, can make the whole sample resistance decreased 83.46%. sample thermal resistance value is 103.1 + 7.7mm2K/W. application of carbon nanotube arrays with binding material can improve the interfacial heat transfer mode the resistance ability, but the absolute value of the samples is still very high. Because of its good thermal conductivity of liquid metal The performance, application in improving the interfacial heat transfer has attracted more and more attention, so this paper further improve the heat transfer performance of liquid metal interface was studied. When using Ga62.5In21.5Sn16 liquid metal and liquid metal oxide Ga62.5In21.5Sn16 as thermal interface materials, can make two copper contact resistance between the overall reach 4.822 + 0.130 and 11.202 + 0.278mm2K/W mm2K/W respectively, dry contact compared with copper, decreased the interfacial thermal resistance between 99.3% and 98.3%. for measuring thermal conductivity of liquid metal further and copper, this paper proposes a paste material coefficient of thermal conductivity and interfacial thermal resistance measurement method based on laser method. Through the preparation of sample holder with special structure, can be measured the overall thermal contact resistance of liquid metal in the case of different thickness, and then fitting using least square method The thermal conductivity and the corresponding interfacial thermal resistance can be obtained. By using the method of liquid metal and liquid metal oxide Ga62.5In21.5Sn16 was measured after Ga62.5In21.5Sn16 liquid metal thermal conductivity. The results showed that the measurement results of thermal conductivity were 37.047 + 3.781 W / (M - K) and 15.346 2.068W / (M + K); interface thermal resistance measurement results respectively. 2.142 + 0.379 + 0.908 mm2K/W and 4.58 mm2K/W. with publicly reported in the literature of the component measurement results of thermal conductivity of liquid metal were compared to verify the feasibility of the measurement method proposed in this paper. In order to further improve the performance of liquid metal as thermal interface materials, this paper tried to use graphene, modification of liquid Ga62.5In21.5Sn16 the metal of copper particles with high thermal conductivity. The results showed that the liquid metal particles were modified by thermal conductivity of the mixture variation by using graphene When the mass fraction of graphene, 2.0wt%, corresponding to the two copper contact resistance value of 42.2 + 3.2 mm2K/W; through Micro-XCT characterization of the resulting mixture, because the wettability between graphene and the liquid metal, resulting in the mixing process in the presence of a large number of bubbles, which leads to the decrease of thermal conductivity of the mixture. The liquid metal is modified by copper particles, can significantly improve the thermal conductivity after oxidation of the liquid metal, and can reduce the flow of liquid metal. The preparation of the mass fraction of copper particles was 2.5wt%, respectively wt%, 7.5wt%, 10wt% and 12.5wt% five kinds of liquid metal - copper particles and thermal conductivity of sample. All samples were measured. The measurement results showed that the thermal conductivity of each mixture specimen increases linearly with the mass fraction of copper particles increased when the thermal resistance increased with mass fraction of copper particles increased First decreased and then increased; the mass fraction of copper particles for the thermal conductivity of 12.5wt% liquid metal - copper particle mixture is 38.907 + 8.689 W / (M - K), increased by 153.5% compared with OLMA respectively; the mass fraction of copper particles to the corresponding 2.5wt% liquid metal - copper particle mixture interface thermal resistance as low as 1.164. 0.481mmK/W, compared with OLMA reduce the interfacial thermal resistance between 74.6%. liquid metal and solid interface thermal resistance under external pressure, wettability, effect of solid surface topography and other factors, in order to deeply researched the influencing factors on the interfacial thermal resistance, this paper established the calculation model between the liquid metal and solid surface interface thermalresistance and revealed for the first time the wettability of liquid metal, influence of solid surface and external pressure on the thermal resistance of the interface between the liquid metal and copper surface. The copper interface between the liquid metal and heat resistance with The external pressure increased and the wettability improved, and increased with the increase of the surface roughness of the solid. The influence rule was verified by the experimental data.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U665.26
【相似文獻】
相關期刊論文 前10條
1 鈴木鎮(zhèn)夫;李芙美;;液態(tài)金屬鍛壓動態(tài)[J];重型機械;1975年02期
2 陸志勇;液態(tài)金屬發(fā)動機[J];山東農(nóng)機;1995年06期
3 王強,陸坤權,李言祥;液態(tài)純銻電阻率隨溫度的反常變化[J];科學通報;2001年12期
4 王亦曼,張貽英,鄭經(jīng)祥;長壽命高穩(wěn)定度液態(tài)金屬離子源[J];真空科學與技術;1987年01期
5 王勇;預成型件加壓液態(tài)金屬熔鑄提高零件強度[J];兵器材料科學與工程;1990年05期
6 StavrosA.Argyropoulos ,PanagiotisG.Sismanis ,康淑媛;利用微處理機測量液態(tài)金屬中的熱對流[J];兵器材料科學與工程;1990年06期
7 吳孟懷,周堯和;液態(tài)金屬熱擴散研究[J];西北工業(yè)大學學報;1992年01期
8 劉利;;新型液態(tài)冷卻劑[J];機械制造;1993年01期
9 維民;液態(tài)金屬發(fā)動機[J];農(nóng)機推廣;1996年02期
10 微亮;如何處置英國快堆的液態(tài)金屬[J];國外核新聞;1997年02期
相關會議論文 前9條
1 李東剛;;利用慢中子散射測量液態(tài)金屬擴散系數(shù)[A];第三屆散裂中子源多學科應用研討會論文集[C];2006年
2 王紅艷;唐嬋;畢小龍;;液態(tài)金屬內(nèi)部氚氣泡的輸運和流動的數(shù)值模擬[A];第十四屆全國核物理大會暨第十屆會員代表大會論文集[C];2010年
3 周洪強;孫海權;張鳳國;王裴;;液態(tài)金屬的層裂破碎[A];第七屆全國工程結構安全防護學術會議論文集[C];2009年
4 周月明;潘勝波;瞿雪元;淺井茲生;佐佐健介;;電磁場下液態(tài)金屬保持的實驗研究[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年
5 朱志強;黃群英;章毛連;高勝;吳宜燦;FDS團隊;;中國DRAGON系列液態(tài)金屬鋰鉛回路及實驗研究[A];第三屆反應堆物理與核材料學術研討會論文集[C];2007年
6 朱志強;黃群英;章毛連;高勝;吳宜燦;FDS團隊;;中國DRAGON系列液態(tài)金屬鋰鉛回路及實驗研究[A];第三屆反應堆物理與核材料學術研討會論文摘要集[C];2007年
7 凌新圳;黃群英;高勝;朱志強;陳雅萍;宋勇;陳云龍;吳宜燦;FDS團隊;;液態(tài)金屬鋰鉛合金與CLAM鋼潤濕行為的初步研究[A];第四屆全國反應堆物理與核材料學術研討會論文集[C];2009年
8 劉保林;李建;彭燕;李然;趙凌志;許玉玉;李雪臨;沙次文;;液態(tài)金屬磁流體發(fā)電機性能分析[A];中國可再生能源學會海洋能專業(yè)委員會第三屆學術討論會論文集[C];2010年
9 王紅艷;楊錦;柯嚴;劉曉平;吳宜燦;何曉雄;;FDS包層液態(tài)金屬磁流體的計算機數(shù)值模擬[A];全國第十五屆計算機科學與技術應用學術會議論文集[C];2003年
相關重要報紙文章 前10條
1 陳丹;美用液態(tài)金屬構建無支撐3D結構[N];科技日報;2013年
2 南方日報記者 王騰騰 張婧 實習生 任浩;液態(tài)“終結者” 不再是純幻想[N];南方日報;2014年
3 醫(yī)學院;劉靜小組可變形液態(tài)金屬新發(fā)現(xiàn)為研制柔性機器開啟全新途徑[N];新清華;2014年
4 本報記者 李波;液態(tài)金屬印刷解決3D打印發(fā)展瓶頸[N];中國證券報;2013年
5 本報記者 楊博;蘋果新手機或使用液態(tài)金屬外殼[N];中國證券報;2013年
6 本報記者 楊博;蘋果延長與液態(tài)金屬公司排他性協(xié)議[N];中國證券報;2014年
7 記者 朱賢佳;A股公司打造儲能“獨門秘籍”[N];上海證券報;2013年
8 醫(yī)學院;劉靜團隊提出液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復技術引起國際廣泛關注[N];新清華;2014年
9 鄭瑞;iPhone6將采用液態(tài)金屬材料[N];人民郵電;2014年
10 陳丹;液態(tài)金屬天線可實現(xiàn)自我修復[N];科技日報;2010年
相關博士學位論文 前8條
1 李根;液態(tài)金屬及碳納米管強化界面?zhèn)鳠嵫芯縖D];大連海事大學;2016年
2 馬坤全;液態(tài)金屬芯片散熱方法的研究[D];中國科學院研究生院（理化技術研究所）;2008年
3 張月紅;鈦合金TiH_2分解法液態(tài)置氫技術基礎研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年
4 周麗麗;液態(tài)金屬鉛凝固過程中微觀結構演變特性的模擬研究[D];湖南大學;2012年
5 鄭采星;液態(tài)（943K）Al快速凝固為非晶態(tài)過程中微觀結構的分子動力學模擬研究[D];湖南大學;2001年
6 鐘云波;電磁力場作用下液態(tài)金屬中非金屬顆粒遷移規(guī)律及其應用研究[D];上海大學;2000年
7 谷廷坤;合金熔體局域結構的實驗及從頭算研究[D];山東大學;2005年
8 徐敬堯;先進核反應堆用鉛鉍合金性能及純凈化技術研究[D];中國科學技術大學;2013年
相關碩士學位論文 前10條
1 朱志川;高熱負荷環(huán)境下流動液態(tài)金屬傳熱行為的流體模擬[D];西南民族大學;2015年
2 秦雪;加速器驅動次臨界系統(tǒng)中液態(tài)有窗和無窗靶的中子物理及熱工水力特性[D];重慶大學;2015年
3 祁旋;液態(tài)結構變化影響下的Bi-Sb/Sn合金再加工性質研究[D];淮北師范大學;2016年
4 呂逸君;大渦模擬液態(tài)金屬在環(huán)形管道內(nèi)的湍流傳熱特性[D];中國科學技術大學;2015年
5 劉傳寶;液態(tài)金屬電阻率快速檢測方法及裝置的研究[D];哈爾濱理工大學;2010年
6 張明曉;電磁感應式液態(tài)金屬電阻率測量裝置的研制與應用[D];山東大學;2009年
7 王紅艷;聚變反應堆包層中液態(tài)金屬磁流體動力學效應研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年
8 賈燕;Cu系及Sb系二元合金液態(tài)及過冷態(tài)結構的研究[D];山東大學;2012年
9 田力;液態(tài)金屬回路的腐蝕機理研究[D];華北電力大學;2014年
10 林艷;液態(tài)金屬鋅凝固過程中微觀結構演變的模擬研究[D];湖南大學;2008年
，本文編號：1637001
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/chuanbolw/1637001.html
