利用仿甲虫结构的相分离微槽技术，实现超快激光加工高性能超薄扁平热管

《Surfaces and Interfaces》：Ultrafast Laser Fabrication of High Performance Ultra-thin Flat Heat Pipes with Beetle-Mimetic Phase-Separating Microgrooves

　　

左超|幽凯嘉|季翔王|廖海青|黄亚军|谢晓竹

摘要

超薄扁平热管（UFHPs）是热管理系统中不可或缺的散热组件。然而，随着UFHP尺寸的减小，其对蒸汽和液体流动的阻力增加，从而对其导热性能产生负面影响。本研究介绍了一种新型UFHP设计，该设计采用了仿甲虫结构的相分离微槽（BPSMs）和复合编织网状吸液芯，这些结构是通过超快激光技术制造的。BPSMs减少了高度受限空间内蒸汽与回流液体之间的相互作用，与传统设计相比，毛细力降低了24.8%。实验结果表明，这种UFHP在总厚度为0.4毫米的情况下，具有高达7991 W/(m·K)的优异有效导热性能。此外，宽浅微槽与窄深微槽的混合比例经过优化，1:1的比例能够实现最佳的热性能。研究还展示了重力对UFHP热性能提升的显著影响，尤其是在非水平方向上。这项工作为未来微型热管理设备的设计提供了新的见解，对超薄电子产品的高性能冷却具有理论和实际意义。