2018传热传质学年会集

学术会 ，，，，，纪玉龙（大连海事大学轮机，辽宁，大连（ 或 a2In1516.5、5、50m-热界面材料-铜片（-M-u）--铝片(l-M-l).5M.1.1M0Ma0.M0Ma05m4.、479、5.%、6.%7.3、6.%，1.%3.1、3.%、6.%3.4、3.%80%。一般而言，10℃75℃升125℃20%。以在热导过中并不达到理的热效果[1等人利导热脂减小100·W-352KW14，oa[触热阻小至119·KW但是米作程复并价格高并 Roy等人通过稳态法测量接触热阻，分别75.5Ga&24.5In100Ga5psi、10psi、20psi、50psi的压力时，界面接触热阻随着施加压力的升高呈下降趋势Hill[8]等人利用分别为60℃和80℃的铟铋锡合金作为热界面材料，在10psi和50psi的压力下利用稳态法进量，结果显示接触热阻分别为1.742mm2·K·W-1、1.484mm2·K·W-13.03mm2·K·W-1、2.387mm2·K·W-1。Webb[9]等采用熔点为47.2℃的铟铋锡作为热界面材料，利用稳态法对其接触热阻进量，结果显示，在接138kpa5.8mm2·K·W-1。际应用过程中，若液态金属从固固界面之间流出，将导致；（2）液态金属与铜表面的Ga625In215Sn160.5μm、5μm、50μm直径的铜粉，来降0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa压力下的接触热阻进行了测量。根据ASTMD5470-06，利用稳态法测量接触热阻的方法对固固界面之间 （b）RTD分布1如图1（a）所示，本文所搭建的利用稳态法测量接触热阻的试验台工作原理为下半部RTD测量的温度保持不变时，此时认为形成了稳定的热流密度，RTD对加热与冷却区域各点的温度进行记录，以便热流密度的36845为待测RTD所测量的温度进行接触热阻的计算。6778之间的热流密度

kTi

qqh12qh23qc674

R

nnR2i1 i 2i利用误差传递和导热系数k的计算，可得到导热系数k的误差计算 PCPk

k3.6% ，由qkT可得热流密度q的误差计 Lqq

kk T kTL 1、2、3、6、7、8RTD0.2℃4、5为20mm，因此根据（7）热流密度的实际误差为4.49%。同理，根据RT，可得Rtot的误差计 q

Rtot

TT qTqRs

，可得试样基体部分热阻的误差计算（9），根据（9）得试

L L k L k

tot sRR tot sRRtot Rs

Rc

，本实验所使用的铜片纯度（质量分数）99.9%8.818g/cm35mm；使用的铝片纯度（质量分数）为99.996%2.702g/cm3；所用的液态金属为，液态金属热接触材料27.5%的铜粉与1pa120分钟，抽除搅拌过程中混入液态金属中空气。2采用上述方法，分别将粒径为0.5μm、5μm、50μm的铜粉与液态金属进行混合，所制33（b）0.5μm的铜粉与液态金属的混5μm的铜粉与液态金属的混合物（50LMA），无添加铜粉的液态金属（LMA）如3（a）所示。

5μm铜粉的

50μm铜粉的3所制作的液态金属热界面材料实物3（a）可以直观的看出纯液态金属呈球状，具有很强的流动性，这也是在实际应状，流动性大大降低，如图3（b）、3（c）、3（d）所示，此时在将掺杂铜粉的液态金属试样5次后的平均值。11Cu-23Cu-0.5LMA-4Cu-5LMA-5Cu-50LMA-6Al-78Al-0.5LMA-9Al-5LMA-Al-50LMA-利用数控铣床制作的铜试样和铝试样，首先需要将其放在溶液中浸泡并用超声波机进行震荡10min，洗除试样上面的污渍，然后利用去离子水在超声波机中震4（e）所示。然后将事先混合好的液态金属与铜粉的混合物热流密度时进行记录，并计算出界面之间的接触热阻。本实验制作了铜与铜直接接触粉的液态金属（Cu-0.5LMA-Cu）、两铜片之间添加掺杂5μm直径铜粉的液态金属0.5μm直径铜粉的液态金属（Al-0.5LMA-Al）5μm直径铜粉的液态金属（Al-5LMA-Al）50μm直径铜粉的液态金属（Al-50LMA-Al）的试样，并分别对这些试样施加0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa2所示。 图4试样制作过程-1234567896所示。5Cu-CuCu-LMA-Cu对比可以看出，向两接触面之间填充液态金属时，在0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa压力下，铜637.703mm2·K·W-1、570.053mm2·K·W-1、531.413mm2·K·W-1、460.823mm2·K·W-1、404.353mm2·K·W-1、339.513mm2·K·W-1减小到3.872mm2·K·W-1、3.704----过对试样接触面之间添加填充物，两接触面之间的接触热阻减小了99%，很大程度上降低Cu-LMA-CuCu-0.5LMA-Cu对比可以看出，当向液态金属中掺加0.5μm直径铜粉时，在对试样施加0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa时，试样的接触热阻从3.872mm2·K·W-1、3.704mm2·K·W-1、3.492--1------6Al-AlAl-LMA-Al对比可以看出，向两接触面之间直接填充液态金属时，在---mm2·K·W-1、466.277mm2·K·W-116.994mm2·K·W-1、15.845mm2·K·W-1、15.404mm2·K·W1、15.392mm2·K·W1、14.034mm2·K·W1、14.006mm2·K·W1，通过对试样接触面之间添加液态金属，使两接触面之间的接触热阻减小了99%以上；通过试样Al-LMA-AlAl-0.5LMA-Al0.5μm直径铜粉时，在对试样施0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa16.994-的试样的接触热阻比掺杂5μm直径铜粉的液态金属的试样的接触热阻减小了280.05MPa0.5μm5μm直径铜粉的液态金属的试样的接触热阻-Ga625In215Sn16中掺杂不同粒径的铜粉时，将液态金属与铜0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa0.5μm46.3%47.9%、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa压力，在相同压力下，填充43.2%、44.0%、39.5%、43.1%、42.5%、43.0%。[1].液态金属散热方法的研究.2008.中国院（理化技术）.第189页.MaKunquan.Researchonheatdissipationmethodofliquidmetalchip.2008.GraduateSchoolofAcademyofSciences(InstituteofPhysicalandChemicalTechnology).Page189[2].电子设备接触界面强化传热特性研究.2013.理工大学.第145页Zhang.Researchonenhancedheattransfercharacteristicsofelectronicequipmentcontactinterface.2013.NanjingUniversityofScienceandTechnology.Page145.Prasher,R.ThermalInterfaceMaterials:Historical,Status,andFutureDirections.ProceedingsoftheIEEE.2006.94(8):p.1571-1586.Peacock.M.A.etAl.CharacterizationoftransferredverticallyAlignedcarbonnanotubesarraysasthermalinterfacematerials.2016.COLABA.Carbonnanotubesashighperformancethermalinterfacematerial[J].EletronicsRoy.C.K.etAl.ThermalperformanceoflowmeltingtemperatureAlloysattheinterfacebetweendissimilarmaterials.2016.Roy.C.K.etAl.InvestigationintotheapplicationoflowmeltingtemperatureAlloysaswetthermalinterfacematerials.2015.Hill.R.F.Strader.J.L.PracticalutilizationoflowmeltingAlloythermalinterfacematerials[J].SemiconductorThermalMeasurementandManagementSymposium,2006,23-27.Webb.R.L.Gwinn.J.P.Lowmeltingpointthermalinterfacematerial[C].Proc.8thIntersocietyConferenceonThermalandThermommechanicalphen