液态金属散热解决方案
液态金属对流换热与能量利用
液态金属对流换热与能量利用引言：液态金属是一种特殊的金属状态，具有优异的导热性能和流动性。
液态金属对流换热是指液态金属内部由于温度差异而产生的流动现象，通过对流传递热量，起到换热的作用。
本文将探讨液态金属对流换热的原理及其在能量利用中的应用。
第一部分：液态金属对流换热的原理液态金属对流换热是指液态金属内部由于温度差异而产生的流动现象，通过流动传递热量。
液态金属具有较高的导热性能，因此在温度差异下，热量能够快速传递。
液态金属对流换热的原理可以归结为以下几个方面：1. 流体的密度差异：液态金属在温度升高时密度会减小，而在温度降低时密度会增大。
因此，在液态金属内部产生温度差异时，会形成密度梯度，从而产生对流。
2. 流体的粘性：液态金属具有较低的粘度，因此在温度差异下容易形成流动。
流体的粘性会阻碍流动，但液态金属的低粘度使其能够迅速流动，促进对流传热。
3. 流体的热膨胀：液态金属在受热时会发生热膨胀，使得液态金属流动。
热膨胀会导致液态金属内部产生温度差异，从而驱动对流。
第二部分：液态金属对流换热的应用液态金属对流换热在工程领域中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 核能利用：液态金属对流换热在核能领域中起到重要的作用。
液态金属作为一种优良的热传导介质，可以用于核反应堆中的燃料元件冷却。
通过液态金属对流换热，可以将核能转化为热能，进而产生蒸汽驱动涡轮机发电。
2. 电子散热：电子设备的散热是一个重要的问题。
液态金属对流换热可以用于电子散热系统中，通过将液态金属流体与电子设备接触，以提高散热效率。
液态金属的高导热性能和流动性使得其能够迅速带走电子设备产生的热量，保持设备的正常运行。
3. 传热设备：液态金属对流换热还可以应用于传热设备中，例如热交换器。
液态金属可以作为传热介质，在热交换器中与其他流体进行热量交换。
液态金属的高导热性能和流动性可以提高传热效率，实现能量的利用和节约。
结论：液态金属对流换热是一种重要的热传导方式，通过液态金属的流动传递热量，实现能量的利用。
液态金属 高集成芯片散热首选
液态金属高集成芯片散热首选【液态金属高集成芯片散热首选】液态金属是一类奇妙的金属，液态金属在常温下是液体，液态金属可以像水一样自由流动，但却拥有金属的特性。
液态金属导热能力和吸纳热量的能力都远大于传统的甲醇、水等导热剂，液态金属是新一代散热器的理想传热介质，这些有趣的物理学特性和重要工程学价值以往却鲜为人知。
电脑的应用改变了我们的工作方式和生活方式，伴随着人们对功能的不断需求，电脑也一直在不停地升级换代。
但是，随着电脑芯片集成度的与日俱增，传统的电脑CPU散热方式渐渐遭遇瓶颈。
如何解决高集成度芯片的热障问题成为全球IT界亟待解决的重大难题。
早在20世纪80年代计算机刚刚兴起的时候，对散热的要求并不是很高。
因为计算机的集成度、发热度比较低，即使没有散热技术，也不妨碍系统的运行。
而随着计算机的飞速发展，其运算能力呈指数级增长，给散热带来了巨大的挑战。
目前主流的散热技术主要有风冷、热管、水冷等。
风冷散热技术导热能力有限，只能应用于低功耗的电子产品;热管散热优于风冷，但是存在烧毁极限，甚至会发生管道破裂失效现象;水冷散热由于运行过程中存在蒸发、泄露等问题，容易导致器件老化，对液体及流动管道的要求也较高。
在我国，从2002年开始，时任中国科学院理化技术研究所研究员的刘静博士提出了一种全新观念，首次在计算机热管理领域引入液态金属芯片散热技术，并获得国内外首项底层发明专利，后续还申请有30余项核心技术专利，形成了相对完整的知识产权体系。
据了解，在液态金属散热技术前期研究积累的基础上，为制定出解决制约大功率芯片散热技术瓶颈的可行方案和相关产品，中国科学院理化技术研究所、北京依米康科技发展有限公司和北京首科集团公司共同组建了成果转化公司——北京依米康散热技术有限公司，共同进行产业化的推进。
其中，液态金属[url=]液态金属[/url]散热器研制项目2011年被北京市科委列为北京市重大科技项目，2012年又被列为北京市第一批科技成果转化和产业项目股权投资试点项目，真正形成了产学研一体的科技成果转化和产业化模式。
液态金属“散热之王”
液态金属“散热之王”液态金属散热之王升级。
长期以来，CPU散热一直沿用风冷、热管和水冷等方式。
然而，随着芯片集成度的与日俱增，这些传统方法逐渐遭遇散热瓶颈，如何解决高集成度芯片的热障问题已成为世界难题。
2002年，理化所刘静研究员及其带领的团队提出了突破传统技术理念的液态金属芯片散热方法，并获得发明专利。
研究团队相继在金属流体材料、传热与流动机理、腐蚀特性乃至器件与系统的设计理论和散热器研制等方面取得重要进展，先后申请20余项专利，形成了相对完整的知识产权体系，有关研究还曾作为封面文章发表于国际知名刊物。
液态金属它是由锆、钛、镍、铜，还有其他材料混合，这些元素组成了一种抗损伤的独特材料，之所以称之为液态，是因为低熔点。
据介绍，这种新型材料拥有独特的非结晶分子结构，与传统金属的结晶结构截然不同。
除了低熔点的特色外，最大的优势在于熔融后塑形能力，由于其凝固过程的物理特性与普通金属完全不同，使它的铸造过程更加类似于塑料而不是金属，可以采用类似吹塑成型的方式，极大地提高了精度，而表面触摸起来就像液体一样顺滑。
液态金属虽然坚硬程度和不锈钢一样，可摸起来却不像金属那样冰冷，还具有很强的耐用性和抗腐蚀性，简直就是金属和塑料材质的完美结合。
一个典型的散热系统，是一个串行的体系。
热量从源头，通过热传递导出到外界空气的过程，要经过如下介质：芯片DIE、导热硅脂、铜吸热面、焊锡、热管、焊锡、散热鳞片。
液态金属散热由于可承载极高的热流密度，因而最大限度地满足了高端芯片的散热需要，在信息通讯、能源系统、航空热控以及光电器件等领域有着极为重要的应用价值。
理化所团队为此在北京市科委及依米康公司的支持下，成功研制出第一代液态金属CPU散热器样机，先后应邀参展“创新中关村2010”及第九届“网博会”，在业界引起广泛反响。
特别是，由于采用了液态金属，散热器可做得很小且易于使用功耗极低的电磁泵驱动，由此可实现集成化的无噪音散热器，同时可在传统散热方式能耗的基础上节能数倍。
ct液态金属轴承球管的散热
ct液态金属轴承球管的散热
CT液态金属轴承球管是一种先进的CT扫描仪部件，其散热性能直接影响到CT扫描仪的性能和寿命。
液态金属轴承球管在热量管理方面表现出色，其中镓、铟、锡合金为主的液态轴承能够在转子和轴承之间缝隙填充液态金属，取代以钢珠为核心的机械轴承。
这种设计能够提供高散热率，实现零磨损零震动，从而最大限度地减少CT扫描仪的运行噪音，降低CT扫描仪的运行温度，延长CT球管的寿命，进而提升球管的性能。
总之，液态金属轴承球管在CT扫描仪的热量管理方面具有重要作用，能够提高设备的性能和寿命。
Vrycul 维酷 液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题？
Vrycul 维酷液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题？维酷（Vrycul）液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题？随着科学技术的飞速发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）器件作为一种高性能功率半导体器件，广泛应用于工业控制、电力电子等领域。
然而，由于其工作状态下容易产生大量热量，散热问题一直是制约其性能的重要因素。
在这个背景下，维酷（Vrycul）液态金属产品被提出作为一种可能的解决方案。
本文将对维酷（Vrycul）液态金属产品在IGBT器件散热难题上的应用进行探讨。
首先，我们需要了解维酷（Vrycul）液态金属产品。
维酷（Vrycul）是一种独特的金属合金，具有低熔点、高热导率、良好的流动性等特点。
这使得维酷（Vrycul）能够在高温下快速传导和吸热，并具有优秀的流动性，可以适应复杂的器件形状和结构。
那么，维酷（Vrycul）液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题呢？通过对其特性的分析，我们可以得出以下几点观点。
首先，维酷（Vrycul）液态金属产品具有较高的热导率。
热导率是衡量材料导热性能的重要指标，它决定了材料能否快速地吸收和传递热量。
据相关数据显示，维酷（Vrycul）的热导率相对较高，能够将器件产生的热量迅速传导到散热系统中，有效降低器件温度。
其次，维酷（Vrycul）液态金属产品具有良好的流动性。
在实际应用中，IGBT器件往往具有复杂的结构和形状，传统的散热材料很难完全填满器件表面的微小裂缝和凹陷，导致热量传导不均匀。
而维酷（Vrycul）液态金属产品的出色流动性可以充分填充器件表面的微小空隙，以最大限度地接触散热系统，增加热量传导的效率。
此外，维酷（Vrycul）液态金属产品的低熔点也是其在IGBT器件散热难题中具有优势的一点。
由于器件温度较高，一些常见的散热材料往往无法承受高温环境，容易熔化或失去散热性能。
而维酷（Vrycul）液态金属产品具有较低的熔点，可以在较高温度下保持稳定的散热性能。
液态金属加工中的高温性能优化
液态金属是一种具有独特特性的材料，其在加工过程中展现出出色的高温性能。
这种材料在高温环境下仍能保持液态，使其在许多工业应用中具有显著的优势。
然而，为了最大限度地发挥液态金属的潜力，对其高温性能进行优化是至关重要的。
首先，液态金属的高温性能优化主要依赖于其合金成分和制备工艺。
通过调整合金成分，我们可以改变液态金属的熔点、热导率以及热膨胀系数等关键性能指标。
例如，添加某些合金元素，如铜和银，可以显著提高液态金属的高温性能。
这些元素有助于提高液态金属的熔点，同时保持其良好的热导率和热稳定性。
其次，液态金属的加工方式也对高温性能产生影响。
在铸造、锻造或挤压等过程中，适当的温度和速度控制可以确保液态金属在高温环境下保持均匀和流动性。
通过优化这些工艺参数，我们可以减少金属晶粒的大小和分布，从而提高液态金属的高温性能。
然而，高温性能优化并非仅限于材料本身。
为了充分利用液态金属的高温性能，我们还需要考虑冷却系统。
合适的冷却系统可以确保在高温环境下，液态金属不会过热或过快冷却，从而保持其良好的性能。
例如，使用水冷或气冷系统可以有效地控制液态金属的温度，防止其过度加热或过快冷却。
为了确保高温性能优化工作的有效性，我们还需要对实际应用中的环境条件进行考虑。
不同的应用场景对液态金属的高温性能有不同的要求。
因此，我们需要根据具体应用场景的需求来选择合适的合金成分和加工工艺。
综上所述，液态金属加工中的高温性能优化需要从材料本身、加工工艺以及冷却系统等多个方面进行综合考虑。
通过优化这些因素，我们可以最大限度地发挥液态金属的高温性能优势，为各种工业应用提供更高效、可靠的解决方案。
这不仅有助于提高生产效率和质量，还有望推动相关行业的创新发展。
导热液态金属密封技术
导热液态金属密封技术哎呀，说起导热液态金属密封技术，这玩意儿可真是个神奇的东西。
你知道吗，我上次去朋友家，他那台电脑散热不行，老是嗡嗡响，跟个老式电扇似的。
我跟他说，这玩意儿得治治，不然电脑迟早得烧坏。
他一脸懵逼，问我咋办。
我说，得用点高科技，导热液态金属密封技术，听起来是不是挺高大上的？这技术啊，其实就跟咱们小时候玩的水银温度计差不多，不过它是用来导热的。
你想想，电脑里面那些小芯片，工作起来跟打了鸡血似的，温度蹭蹭往上涨。
这时候，就需要个好帮手来帮忙散热了。
液态金属，就是这个好帮手。
咱们先说说这液态金属是啥。
它不是那种你在街上随便能买到的金属，而是特制的，导热性能超强。
你把它涂在芯片和散热器之间，它就能像水一样流动，把热量从芯片上带走，然后通过散热器散发出去。
这过程，就跟咱们夏天吃冰棍，冰棍化了，凉气就出来了，一个道理。
那天，我和朋友就动手试了试。
首先，得把电脑拆开，这步骤可得小心，别把那些小零件弄坏了。
然后，我们把原来的导热膏擦干净，换上液态金属。
这液态金属啊，看起来就跟水银似的，但是别担心，它不挥发，对人体无害。
我们小心翼翼地把液态金属涂在芯片上，然后用刮刀把它抹平。
这个过程得细心，不能有气泡，不然散热效果就大打折扣。
弄好之后，再把散热器装回去，开机试试。
嘿，你别说，这电脑立马就安静了，温度也降了不少。
最后，我们把电脑装好，放回原位。
朋友试了试游戏，那流畅度，比以前好多了。
他乐得跟个孩子似的，直夸我这招管用。
所以说，这导热液态金属密封技术，虽然听起来挺复杂的，但其实操作起来并不难。
只要你细心点，有耐心，就能搞定。
而且效果，那是立竿见影的。
下次你的电脑也嗡嗡响，不妨试试这招，保证让你的电脑重获新生。
Vrycul( 维酷) 液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题？
Vrycul( 维酷) 液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题？作者：张莉来源：《中国新通信》 2015年第14期张莉深圳时代普纳营销咨询有限公司众所周知，IGBT 器件以其输入阻值高、开关速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等特点，已成为当今功率半导体器件发展的主流器件，广泛应用到各种交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域功率电子电路中。
散热设计是这些年IGBT 器件研究课题之一，但至今尚未攻破该难题。
包括IGBT 器件、散热器、热风扇以及导热介质四部分组成完整的IGBT 模块，其中IGBT 器件本身和导热介质对散热性能起决定性作用，作为完美的导热介质需要具备哪些良好的性能？阅读之前，简短介绍一家专业研发液态金属导热材料领域企业-Vrycul（维酷）公司，不久前，推出新品导热膏、导热片、导电膏，并与4 月13 日亮相工业领域盛会-2015 德国汉诺威工业博览会。
一、散热问题—IGBT 器件不可逾越的鸿沟当IGBT 器件工作时，产生的热量会使芯片温度升高，如果散热缓慢，那么就有可能使芯片温度升高到超过所允许的最高IGBT 结温，IGBT 器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，从而导致IGBT 器件性能恶化或失效，而研究表明，IGBT 器件失效率与其结温指数有直接关系，其性能随结温升高而降低。
研究数据表明，IGBT 器件工作温度每升高10℃失效率增加1 倍，此外，过热引起的“电子迁移”现象会对芯片造成不可逆的永久损伤，影响芯片寿命。
同时随着IGBT 器件容量的不断增大，对散热效能提出越来越高的要求。
所以IGBT 散热设计的基本任务是，根据传热学的基本原理，设计一热阻尽可能低的热流通路，使器件发出的热量能尽快地发散出去，从而保证器件运行时，其内部的温度始终保持在允许的结温之内。
二、导热介质—IGBT 器件与散热器之间纽带安装散热器的基本目的是把IGBT 器件中产生的热量传递出去。
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大功率I G B T液态金属散热解决方案
能源电力领域，变频器内多颗高功率IGBT密集排列所产生的“局部热点”是大功率变频器散热最为棘手的难题。
如图1，多颗高功率IGBT会导致严重的“热量堆叠”效应，不仅造成电子元件温度过高，同时使远离热源的翅片散热器效率低下，甚至失去意义。
图1 多颗IGBT芯片密集排列造成“局部热点”
常规的铝/铜散热器热导率有限，远离“局部热点”的散热翅片温度接近环境温度，效率低下，增加散热面积并不能有效提升散热能力（如图2）。
为解决此问题，图1中采用的铝基板中嵌入热管是最为常用的方法。
然而，热管是一种被动传热的部件，其传递热量的能力比较有限。
在大功率IGBT元件较集中的情况下，需布置非常密集的热管阵列，而且仍然难于解决问题。
图2 高密度“局部热点”导致边缘翅片散热效率低下
为此，由依米康散热技术有限公司提出了基于液态金属的高密度IGBT散热方案，其不仅具有高效的散热能力，同时其承载极限热流的能力要远优于传统热管，为极高密度IGBT散热提供了一种新颖、高效、且低成本的高端解决方案。
基于液态金属的高密度IGBT散热方案
针对图1中典型的高密度IGBT应用案例，建立如下的方案模型。
如图3，四颗IGBT元件均匀分布在铝质散热器左侧，其总发热量为1000W*4块=4000W。
单颗IGBT的尺寸为100mm*50mm，散热器基板的尺寸为800mm*250mm*10mm。
铝基板边缘和IGBT间的间距为50mm，IGBT之间的间距也为50mm。
散热器底部翅片采用强制对流，环境温度20ºC。
图3 基于传统翅片风冷的高密度IGBT方案
图3为最传统的翅片风冷方案，作为对比，图4中提供了目前应用最为广泛的基于嵌入式热管的解决方案。
其中，热管直径Φ8，长度700mm（或采用两根350mm烧结热管首尾串联实现），间距10mm，数量11，单根热管的设计最大传热IGBT热源
量为100W。
因为热管具有高效的导热能力，因此远离热源的翅片散热效率能够大幅度提升，热源温度能得以有效降低。
图4 基于热管嵌入的高密度IGBT方案
图5中展示了基于液态金属循环的高密度IGBT散热方案。
其通过电磁泵驱动三条液态金属循环实现热量由局部高密度热源到整个散热表面的展开。
其中，三条液态金属环路产生约70mL/s的液态金属流量，可输运约2000W热量到达远离热源的翅片区域进行散热。
图5 基于液态金属的高密度IGBT方案
液体金属散热性能对比
仿真结果表明，基于传统铝翅片散热器方案的散热器基板温度分布如图6所示。
可以看出，传统铝翅片散热器热导率有限，远离“局部热点”的翅片位置温度低，几乎不具有散热能力，此时增加散热面积并不能有效提升散热效果，器
件温度难以降低。
.87.6ºC
图6 传统铝翅片散热器方案的散热器基板温度分布图7为嵌入式热管的散热器基板温度分布图。
从中可以看出，因为热管高效的导热能力，散热器基板温度均匀性更加优秀，同时热源处温度更低，最高温度降低了约10ºC。
然而，因为热管较为局限的热输运能力，其扩展至远离热源区域的热量仅为1000W左右，大部分热量仍然局限在热源处，“局部热点”问题仍然严重。
.76.0ºC
图7 嵌入式热管的散热器基板温度分布图
图8为基于液态金属的散热器基板温度分布图。
从中可以看出，液态金属的流动极大的改善了散热器基板表面的温度分布，热源温度更低，最高温度相对传统翅片风冷约降低了20ºC，且IGBT之间的温度差异性更小。
这主要是因为液态金属循环是一种主动式散热方式，具有比热管更加高效的热量输运能力。
相对单根热管仅100W的热量输运能力，液态金属管道可达到300~600W的热量输运能力，同时更加稳定可靠。
.66.0ºC
图8 基于液态金属的散热器基板温度分布图
散热方式成本分析
对比上述三种典型的散热方式，传统翅片风冷的成本最低，但其性能最差，且靠进一步增大散热面积并不能有效的提升散热能力，同时散热器的成本重量会大幅度上升。
总结上述针对高密度IGBT的三种散热方式，基于液态金属的散热方案具有如下优点：
（1）散热性能在三种对比方案中最为优秀；
（2）在热流密度进一步提高的情况下，液态金属方案是解决极限热流的最优选择；
（3）液态金属的高电导属性使其可采用无任何运动部件的电磁泵驱动，驱动效率高，能耗低，而且没有任何噪音；
（4）液态金属管道布置灵活，可进行多次弯折，易实现长距离热量传输；
（5）液态金属不易蒸发，不易泄漏，安全无毒，物化性质稳定，是一种非常安全的流动工质，能保证大功率散热系统（>1KW）的高效，长期，稳定运行。
总体而言，依米康液态金属优秀的导热和热量输运能力，液态金属散热技术可为大功率散热需求提供全面而高效的解决方案，其必将在工业界衍生出系列崭新方法、应用和产品，可望在工业、民用，乃至军工领域发挥出巨大的作用。