散热设计与结构工艺介绍共31页

散热片的选用与设计散热片是一种用来散热的辅助设备，主要用于散热器、冷却器、电器设备等。

它通过增加散热器的表面积，提高热传导效率，加快热量释放速度，从而降低设备温度，延长设备寿命。

在选择散热片时，需要考虑以下几个因素：1.散热片的材料散热片的材料通常有铜、铝、塑料等。

铜具有良好的热传导性能，但成本较高；铝具有较高的散热效率，且成本相对较低；塑料则具有轻便、易加工等特点。

因此，在选择散热片材料时需要综合考虑散热效率和成本。

2.散热片的尺寸和结构散热片的尺寸和结构直接影响散热效率。

散热片的尺寸应根据设备的发热量和散热要求来确定。

通常情况下，散热片的表面积越大，散热效率越高。

同时，散热片的结构也应当考虑散热介质的流动情况，以确保热量能够充分传导和散发。

3.散热片与散热器的匹配散热片与散热器之间的匹配度也很重要。

散热片应与散热器的尺寸、结构相匹配，以确保热量能够有效地传导到散热片上，并通过散热器散发出去。

4.散热片之间的铺放方式在一些特殊情况下，可以考虑采用多片散热片进行组合。

这种方式可以增加散热片的总表面积，提高散热效率。

同时需要考虑散热片之间的间隙和接触面。

设计散热片时，一般遵循以下原则：1.提高散热片的热传导效率要提高散热片的热传导效率，可以通过增加散热片的表面积，采用热导率较高的材料等方式来实现。

此外，还可以采用现代散热技术，如热管、热槽等，来增强散热片的热传导性能。

2.优化散热片的流动条件要优化散热片的流动条件，可以采用流道设计、壁面翅片等方式来提高流体在散热片上的流动速度和流动均匀性，从而增加散热片的散热效率。

3.考虑散热片的制造工艺和成本在散热片的设计过程中，还需要考虑到制造工艺和成本的问题。

散热片的制造工艺应简单、易于加工，以降低生产成本。

同时，还要合理控制散热片的尺寸和结构，以避免过多的废品和浪费。

综上所述，选择与设计散热片时，需要考虑散热片的材料、尺寸和结构、与散热器的匹配性以及散热片之间的铺放方式等因素。

有關散熱器設計热阻热阻thermal resistance反映阻止热量传递的能力的综合参量。

在传热学的工程应用中，为了满足生产工艺的要求，有时通过减小热阻以加强传热；而有时则通过增大热阻以抑制热量的传递。

当热量在物体内部以热传导的方式传递时，遇到的热阻称为导热热阻。

对于热流经过的截面积不变的平板，导热热阻为L/(kA)。

其中L为平板的厚度，A为平板垂直于热流方向的截面积，k为平板材料的热导率。

在对流换热过程中，固体壁面与流体之间的热阻称为对流换热热阻，1/（hA）。

其中h为对流换热系数，A 为换热面积。

两个温度不同的物体相互辐射换热时的热阻称为辐射热阻。

如果两个物体都是黑体（见黑体和灰体），且忽略两物体间的气体对热量的吸收，则辐射热阻为1/(A1F1-2或1/(A2F2-1)。

其中A1和A2为两个物体相互辐射的表面积，F1-2和F2-1为辐射角系数。

当热量流过两个相接触的固体的交界面时，界面本身对热流呈现出明显的热阻，称为接触热阻。

产生接触热阻的主要原因是，任何外表上看来接触良好的两物体，直接接触的实际面积只是交界面的一部分（见图），其余部分都是缝隙。

热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传递，而它们的传热能力远不及一般的固体材料。

接触热阻使热流流过交界面时，沿热流方向温度 T发生突然下降，这是工程应用中需要尽量避免的现象。

减小接触热阻的措施是：①增加两物体接触面的压力，使物体交界面上的突出部分变形，从而减小缝隙增大接触面。

②在两物体交界面处涂上有较高导热能力的胶状物体──导热脂。

单位，㎡•K/W热导率或称“导热系数”。

是物质导热能力的量度。

符号为λ或K。

其定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1米2的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率，其单位为瓦特·米-1·开-1（W·m-1·K-1）。

石墨烯散热器的制作工艺
石墨烯散热器的制作工艺是一个相对复杂的过程，以下是一种常见的制作工艺流程：
1. 基材选择：选择适合制作散热器的基材，通常会选用具有良好导热性能的金属材料，如铜或铝。

2. 基材预处理：对选定的金属基材进行清洗和抛光处理，以去除表面的污垢和氧化层，确保基材表面的光洁度和纯净度。

3. 石墨烯制备：利用化学气相沉积、机械剥离等方法制备石墨烯薄膜。

可以选择将石墨烯直接合成在金属基材表面，或者在别的衬底上合成后再将其转移到金属基材上。

4. 石墨烯转移：如果选择先合成在别的衬底上的石墨烯，需要将石墨烯从衬底上转移到金属基材上。

常见的方法包括湿法转移、干法转移等。

5. 石墨烯固定：将石墨烯固定在金属基材上，通常可以使用化学改性、高温热处理等方法使石墨烯与基材之间得到良好的结合，保证石墨烯的稳定性和可靠性。

6. 结构设计：根据散热器的使用要求，进行散热器的结构设计，包括热通道的形状、尺寸等。

7. 加工制造：通过机械加工等方式，对基材进行精密加工，制作出散热器的整体形状和结构。

8. 测试和质检：对制作好的石墨烯散热器进行测试和质检，确保其散热性能和稳定性符合要求。

需要注意的是，石墨烯散热器的制作工艺可能因具体的应用需求和技术手段的不同而有所差异，上述仅为一种常见的制作工艺流程。

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在开始热管散热器的加工之前，需要进行全面的设计与规划。