液态金属先进芯片散热技术

　　随着微纳电子技术的飞速发展，高集成度芯片、光电器件与系统等引发的热障问题，已成为制约高端应用的关键瓶颈，由此对先进散热提出了****的需求。液态金属芯片散热正是在这样背景下诞生的全新技术，成为近年来热管理领域的国际前沿热点和极具发展前景的新兴产业方向之一，且在更广层面极端散热领域的价值还在不断增长。为推动这一新兴学科方向的发展，本书系统阐述液态金属先进散热方法的基本原理与典型应用，涉及液态金属热物性、流动特性、材料相容性、驱动方法、传热特性、微通道散热、相变热控技术及其在CPU与LED等典型器件冷却上的应用等方面。本书可供热科学、物理、电子、机械、器件、材料、化工以及设计等领域科研人员、工程师以及大专院校有关专业师生阅读参考。

　　邓中山：中国科学院理化技术研究所研究员、硕士生导师，从事液态金属、生物医学工程与工程热物理等领域交叉科学问题研究，承担多项国家自然科学研究基金、中国科学院基金项目，发表几十篇SCI论文，出版多部著作。 刘静：清华大学医学院生物医学工程系教授，中国科学院理化技术研究所研究员。先后入选中国科学院及清华大学百人计划，国家杰出青年科学基金获得者。长期从事液态金属、生物医学工程与工程热物理等领域交叉科学问题研究并作出系列开创性贡献。成果在世界范围产生广泛影响，为众多国际知名期刊及专业网站广泛专题评介。研发的众多液态金属应用系统、高端肿瘤微创治疗装备及无线移动医学仪器等进入市场。出版《微米/纳米尺度传热学》《手机平台上的生物医学工程学：原理及应用》等9部跨学科前沿著作及20篇应邀著作章节；发表期刊论文480余篇（20余篇英文封面或封底故事）；申报发明专利200余项，已获授权130余项。曾获国际传热界Z高奖之一“The William Begell Medal”、全国首届创新争先奖、中国制冷学会技术发明一等奖、ASME会刊Journal of Electronic Packaging年度唯I最佳论文奖、入围及入选“两院院士评选中国十大科技进展新闻”各1次，入选CCTV 2015年度十大科技创新人物等。

第1章绪论1

11引言1

12芯片发展对先进冷却技术的需求1

13芯片散热代表性技术及发展趋势5

14液态金属芯片散热技术的兴起12

15本书内容和框架17

参考文献18
第2章液态金属导热特性21

21引言21

22液态二元合金导热系数的预测22

23液态金属热导率测量28

24本章小结45

参考文献45
第3章液态金属固液相变特性47

31引言47

32纯镓的相变特性48

33镓基二元合金相变特性的DSC研究66

34镓基多元合金相变特性的DSC研究89

35本章小结109

参考文献109
第4章液态金属与基底材料间的相容性111

41引言111

42液态金属与结构材料的典型腐蚀现象111

43液态金属腐蚀机理研究113

44液态金属腐蚀现象的量化分析方法116

45液态金属与典型散热结构材料的腐蚀实验研究118

46本章小结127

参考文献128
第5章液态金属热界面材料130

51引言130

52热界面材料技术概况及分类131

53接触热阻的测试方法133

54液态金属热界面材料135

55液态金属导热片热阻测试138

56液态金属基高导热电绝缘界面及封装材料142

57本章小结145

参考文献145
第6章液态金属相变热控技术147

61引言147

62相变材料的分类148

63液态金属相变材料151

64液态金属固液相变传热一般规律153

65应对极端热冲击的液态金属相变热控技术172

66本章小结201

参考文献201
第7章液态金属流体驱动方法203

71引言203

72液态金属流体典型驱动方法203

73液态金属电磁泵特性分析209

74本章小结220

参考文献220
第8章液态金属流体散热技术222

81引言222

82液态金属流体散热技术的特点223

83圆管内液态金属流体换热理论225

84液态金属流体的换热系数229

85液态金属流道壁面温度231

86液态金属流体散热技术性能的数值评估234

87本章小结236

参考文献237
第9章液态金属强化传热方法238

91引言238

92液态金属两相流强化传热方法238

93液态金属微通道强化传热方法248

94液态金属强化传热场协同理论分析256

95本章小结261

参考文献262
第10章液态金属CPU散热器设计及性能评估264

101引言264

102液态金属CPU散热器的理论优化研究264

103液态金属CPU散热器的工艺优化研究280

104液态金属CPU散热器性能测试288

105液态金属CPU散热器的技术经济学分析294

106本章小结296

参考文献297
第11章液态金属大功率LED散热器设计及性能评估299

111引言299

112传热模型与优化设计300

113结构优化设计302

114高功率密度LED高杆灯液态金属散热器热学性能实验研究311

115本章小结322

参考文献322
索引324