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以氧化石墨烯結合三維微流體裝置提升聚二甲基矽氧烷之熱沈熱傳性質

為了解決m2散熱片的問題,作者謝政傑 這樣論述:

隨著彈性電子市場成長,產品範圍應用範圍廣泛。未來發展可撓式電子產品的散熱也變得非常重要。本研究提出了一種通過摻入氧化石墨烯 (GO) 奈米顆粒來提高基於 PDMS 微流體裝置的解決方案。先了解PDMS/GO在0wt%、2wt%、5wt%熱傳導性、比熱、彈性。利用FDM 3D設計列印三種不同微流道(直管、三維三角形、三維方型)增強 PDMS/GO奈米複合材料熱沈散熱能力,以貼近晶片最高溫度(85℃、100℃)和不同流量(40µl/min、100µl/min)進行研究,並利用數值模擬驗證實驗結果。從散熱差異、內部流場及機械性能方面分析PDMS/GO微流體熱沈性能。 實驗結果顯示,添

加5%wt GO的PDMS可提高熱傳導率從0.068Wm-1k-1提升到0.191 Wm-1k-1,提升了3倍。比熱從1.14 Kjkg-1K-1提升到1.37 Kjkg-1K-1,熱擴散性能從0.06m2/s,PDMS+2%GO的熱擴散係數為0.126 m2/s,而PDMS+5%GO的熱擴散係數為0.139 m2/s,較PDMS提伸了兩倍,同時拉伸力也提升1.9倍,以PDMS+5%GO製作的微流道具更高的表面粗糙度,可以增強了傳熱效果。同時,添加GO重量濃度愈高可以提高熱性能且拉伸力具顯著提升,有助於開發具有優異熱性能先進材料, 在直通管結構中,流量40µl/min與熱源溫

度85℃時,PDMS和PDMS+5%GO溫差相差11%。流量40µl/min熱源溫度100℃,PDMS和PDMS+5%GO溫差可達19%,當提高PDMS中 GO濃度可以提高熱沈散熱力。流率在100µl/min、熱源溫度為85℃時,當添加越高濃度GO則溫度差愈小,方型立體管道的溫度差小於三角立體管道更小於直通管,顯示出管道愈長在此熱源溫度與流量下的散熱能力愈好。在立體微流道結構中,由於轉角處受熱源溫度膨脹,導致微流道受熱變形,產生不均勻變形和渦流的產生,影響PDMS/GO熱沈的熱流循環。表明由GO奈米粒子製成的奈米複合材料有高潛力應用在彈性電子方面。

Numerical Study on Heat Transfer and Flow Characteristics of a Micro-Pin-Fin Heat Sink With Variable Density, Diameter, and Pitch Arrangement

為了解決m2散熱片的問題,作者瓦吉特 這樣論述:

隨著電子產業的發展,電子元件的溫度均勻性已成為可靠度的一個嚴重問題,因為電子元件上因溫度不均勻所產生不必要的熱應力會降低其生命週期和性能。本論文對細微針狀鰭片散熱器進行了數值分析,針對細微針狀鰭片直徑變化與排列密度與節距變化,以實現均勻的溫度分佈,同時達到降低電子元件溫度的目標。整個研究分為兩個部分:第一個部分探討排列密度變化的影響:而第二個部分則分析直徑變化和排列節距變化的影響。研究中所有散熱器的尺寸皆為18 mm x 19 mm x 4 mm,散熱器底部均提供500 KW/m2固定的熱通量。結果顯示所有配置中最佳散熱器的有效熱阻值為0.258 K/W,同時最佳的溫度梯度為 1.34 K/

mm,但是此二極值並未同時發生。此外,當增加細微針狀鰭片直徑與減少排列節距加熱面時,發生最高溫度的位置會往流場上游移動,同時加熱面溫度分布的均勻性會更好。同時發現排列節距變化散熱器的溫度梯度為1.36 K/mm,在所給定的壓降範圍內遠低於之前文獻所得出的數值。