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标题: 热设计新思路——液态金属散热方案 [打印本页]

作者: Leonchen 时间: 2016-6-4 09:49
标题: 热设计新思路——液态金属散热方案
对于热设计工作者而言，将器件的温度控制到合理的数值是热设计的核心目标。温度是热量的宏观表现，这样，控制温度的实质就是控制热量的传输。随着电子器件的性能迅速攀升，虽然其能效比也在优化，但器件的发热功率仍快速提高。热量如果不能及时转移，发热量的增加将使得器件温度急速恶化，造成产品失效。
   液态金属散热技术于2011年开始进入大众消费，但目前仍鲜有运用。
   液态金属散热，实质上属于液冷范围，热量传递介质由常见的液冷中的水更换为液态金属。液态金属的导热系数远高于水，热量可以快速被导出。先来感受下液态金属的视觉效果：

液态金属散热器与普通散热器外观并无区别：

“液态金属”，指的是一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。金属的物理性质比水活波很多，因此，这种方案实际上是提供了一种新的可能。从可靠性、成本、应用风险上讲，液态金属散热确实还有不少问题，甚至从真正需求上来讲，目前水冷散热无法解决的场景并不多见，液态金属散热，也仍然只是将热量传递到另外的空间拓展开来进行散热，别处的散热齿、风扇等仍无区别。而且，由于液态金属的某些特性，翅片式换热器的设计、电磁泵对单板EMC的影响等问题需要重新考虑。但有特性，就意味着有更多可能的解决方案。

当前，已经有系统的实验揭示出室温液态金属具有可在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。比如，浸没于水中的液态金属对象可在低电压作用下呈现出大尺度变形、自旋、定向运动，乃至发生液球之间的自动融合、断裂-再合并等行为，且不受液态金属对象大小的限制；较为独特的是，一块很大的金属液膜可在数秒内即收缩为单颗金属液球，变形过程十分快速，而表面积改变幅度可高达上千倍；此外，在外电场作用下，大量彼此分离的金属液球可发生相互粘连及合并，直至融合成单一的液态金属球；依据于电场控制，液态金属极易实现高速的自旋运动，并在周围水体中诱发出同样处于快速旋转状态下的漩涡对；若适当调整电极和流道，还可将液态金属的运动方式转为单一的快速定向移动。研究表明，造成这些变形与运动的机制之一在于液态金属与水体交界面上的双电层效应。以上丰富的物理学图景革新了人们对于自然界复杂流体、软物质特别是液态金属材料学行为的基本认识。这些超越常规的物体构象转换能力很难通过传统的刚性材料或流体介质实现，在人们思考这些特性可以用于构筑可变形智能机器的基本要素，为可变形体特别是液体机器的设计和制造开辟了全新途径的同时，实质上液态金属的这种强烈变形与自组合特性，也极其精恰地可以增强其移热能力。可以说，当这些技术真正成熟时，液态金属或许将成为超高功率密度电子元器件热量移出的首选方案。

如果大家有兴趣，可以参考：

液态金属百科介绍
液态金属第四代散热器袭来
中国液态金属变形技术获突破可用于液态机器人
中国科学家研发世界首个液态金属“软体动物”

对于液态金属散热的各种问题，欢迎大家讨论。我们的考虑或担忧，或许可以提示液态金属散热方案提供商展开有针对性研究。

作者: 曾祥辉 时间: 2016-6-4 10:00

哥厉害呀

作者: admin 时间: 2016-6-4 22:06
液态金属关注的人越来越多了，新材料的发展也越来越快。

希望能看到更多的应用

作者: 小明_qy3Nl 时间: 2016-6-5 23:02
将冷却介质由水换成了金属，不知其循环利用率多高。

作者: admin 时间: 2016-6-18 16:11
本文摘录至首页：
https://www.resheji.com/News/Liquid-Metal-730.html

作者: 液态金属 时间: 2017-5-12 15:48
液态金属散热最大的优势在于热导率很高，是水的40多倍。因此，液态金属的对流换热系数一般都能达到2万以上，超过同样工况下水冷5倍左右。目前，应用在高热流密度的极端散热领域效果很好。比如激光器，雷达等，但是普通民用还很难实现产业化，主要是因为成本太高。

作者: admin 时间: 2017-5-13 09:34

液态金属发表于 2017-5-12 15:48
液态金属散热最大的优势在于热导率很高，是水的40多倍。因此，液态金属的对流换热系数一般都能达到2万以上 ...

希望能大规模应用，产业化，把成本都降下来，民用也能上。

作者: ouguixiang 时间: 2017-5-20 16:00
过来了解一下

作者: bluewind 时间: 2017-5-22 22:08
他这个批量化不在于换热器之类的设计，本身工质得特性带来的高成本，靠批量化很难降下来。

作者: 博文 时间: 2017-6-26 11:40
液态金属散热器一般使用哪些金属作为介质。

作者: 液态金属 时间: 2018-11-30 14:49

博文发表于 2017-6-26 11:40
液态金属散热器一般使用哪些金属作为介质。

一般是镓的合金，也有的用钠钾合金，但比较危险

作者: kaoifu 时间: 2018-12-20 10:20
这样对泵的要求是不是比较特殊，在管道内的阻力会不会增加很多

作者: 液态金属 时间: 2018-12-24 15:40

kaoifu 发表于 2018-12-20 10:20
这样对泵的要求是不是比较特殊，在管道内的阻力会不会增加很多

液态金属的粘度只有水的1/3，流动阻力更小。而且可以采用无机械运动部件的电磁泵驱动，零噪音，能耗更低。

作者: 余小歪 时间: 2019-5-24 19:14
感觉现在热设计的瓶颈都在材料和工艺上了

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