Pengembangan dan penerapan Ruang Uap
Dengan kemunculan dan perkembangan pesat teknologi komunikasi seluler generasi kelima (teknologi 5G), produk elektronik, terutama ponsel pintar, tablet, dan produk lainnya, semakin bergerak ke arah kinerja tinggi, integrasi tinggi, dan miniaturisasi, sehingga menghasilkan fluks panas yang sangat tinggi. kepadatan di ruang yang sangat sempit. Sebagai elemen perpindahan panas yang efisien, ruang Uap memiliki karakteristik ketahanan termal yang rendah dan suhu yang seragam, dan banyak digunakan dalam modul pembuangan panas pada peralatan fluks panas tinggi.
Kemajuan industri elektronik telah menyebabkan perkembangan produk elektronik menuju ukuran kecil dan integrasi yang tinggi, sehingga mengakibatkan konsumsi daya komponen elektronik menjadi lebih tinggi. Misalnya, perkiraan disipasi amplifier celah pita di militer dan ruang angkasa melebihi 1000W/cm2. Unit pendingin biasa tidak dapat lagi memenuhi kebutuhan pembuangan panas dengan kepadatan fluks panas yang tinggi. Dua jenis heat sink yang digerakkan oleh kapiler, seperti pipa panas, pipa panas datar, dan ruang uap, telah terbukti menjadi perangkat pendingin pasif paling efektif di antara kedua perangkat pendingin tersebut. Mereka memiliki keunggulan seperti konduktivitas termal yang kuat, efek pemerataan suhu yang baik, dan kemampuan beradaptasi struktural yang kuat. Ruang uap telah menjadi pusat penelitian bagi banyak sarjana di dalam dan luar negeri karena kinerja pembuangan panasnya yang lebih tinggi.
Saat ini, metode pembuangan panas yang digunakan pada perangkat elektronik terutama mencakup pembuangan panas grafit, pembuangan panas graphene, pembuangan panas gel konduksi panas, pendinginan panas pipa panas, pendinginan ruang uap, dll., seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Diantaranya, pembuangan panas grafit , pembuangan panas graphene dan pembuangan panas gel konduktif termal termasuk dalam bahan pembuangan panas dengan efek pembuangan panas terbatas, terutama digunakan pada produk elektronik kecil; Pipa panas dan pelat panas merupakan komponen pembuangan panas dengan efisiensi pembuangan panas yang tinggi, dan terutama digunakan pada peralatan elektronik berukuran besar dan sedang. Meskipun pipa panas dan ruang uap menggunakan perubahan fasa untuk mencapai pembuangan panas, termasuk empat langkah utama yaitu konduksi, penguapan, konveksi, dan kondensasi, metode konduksi panasnya berbeda. Pipa panas adalah perpindahan panas satu dimensi, sedangkan pelat perendaman adalah perpindahan panas dua dimensi, dengan area kontak yang lebih besar dengan media pembuangan panas, pembuangan panas yang lebih seragam, dan kemampuan beradaptasi yang lebih baik terhadap kebutuhan aplikasi di bidang seperti perangkat elektronik mini. di era 5G. Studi terkait menunjukkan bahwa kinerja unit pendingin dengan pelat panas seragam 20% hingga 30% lebih tinggi dibandingkan kinerja pipa panas, yang selanjutnya dapat meningkatkan efisiensi konduktivitas termal.
Ruang uap terdiri dari cangkang tabung tertutup, inti penyerap cairan berpori, dan fluida kerja. Fluida kerja cair menyerap panas dan menguap pada ujung penguapan, kemudian diangkut dalam bentuk gas ke ujung kondensasi di dalam rongga, di mana ia melepaskan panas dan mengembun. Fluida kerja cair yang terkondensasi digerakkan oleh gaya kapiler dan diangkut kembali ke ujung penguapan melalui inti hisap berpori. Dalam siklus ini, pelat pemanas dapat beroperasi secara mandiri tanpa penggerak daya eksternal, sehingga menyelesaikan perpindahan panas yang efisien. Pelat perendaman dapat dibagi menjadi dua jenis menurut arah perpindahan panas, dan kedua jenis ruang uap memindahkan panas sepanjang arah ketebalan dan panjangnya, Yang pertama dapat menghilangkan lebih banyak panas melalui kondensasi skala besar; Yang terakhir ini dapat mentransmisikan jarak jauh dan mempertahankan kinerja keseragaman suhu yang sangat baik. Ruang uap terutama dibagi menjadi ruang uap standar (Lebih besar dari atau sama dengan 2mm), ruang uap ultra-tipis (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
Penerapan ruang uap dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan lingkungan aplikasi yang berbeda, yaitu aplikasi lingkungan darat dan aplikasi lingkungan luar angkasa. Yang pertama berada di lingkungan gravitasi, seperti stasiun pangkalan 5G, produk elektronik seperti ponsel dan komputer, pendingin elektronik otomotif, dll., sedangkan yang terakhir berada di lingkungan gravitasi nol, gayaberat mikro, atau gayaberat super, seperti di ruang angkasa. bidang.
Komponen elektronik menghasilkan panas dalam jumlah besar dalam volume kecil, dan pembuangan panas yang efektif telah menjadi salah satu kesulitan utama dalam pengembangan teknologi lebih lanjut. Dibandingkan dengan pipa panas tradisional, pelat panas seragam, sebagai perangkat konduksi panas jenis baru, dapat langsung menghubungi sumber panas dan mentransfer panas secara seragam ke segala arah. Ini memiliki kinerja konduksi panas yang efisien dan seragam dan banyak digunakan di berbagai bidang seperti elektronik, ruang angkasa, dan kendaraan energi baru.
