I. Luận án tiến sĩ
Luận án tiến sĩ với tiêu đề 'Chế tạo và khảo sát tính chất mao dẫn của vật liệu đồng xốp thiêu kết ứng dụng làm ống tản nhiệt cho thiết bị điện tử công suất lớn' tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển vật liệu đồng xốp thiêu kết có tính chất mao dẫn tốt, ứng dụng trong việc chế tạo ống tản nhiệt. Mục tiêu chính của luận án là khảo sát các thông số công nghệ để tạo ra vật liệu có tính chất mao dẫn tối ưu, từ đó chế tạo ống tản nhiệt hiệu quả cho các thiết bị điện tử công suất lớn như đèn LED 200W và 500W.
1.1. Chế tạo vật liệu
Quá trình chế tạo vật liệu đồng xốp thiêu kết được thực hiện thông qua các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, bao gồm việc sử dụng bột đồng dạng cầu và dạng nhánh cây. Các thông số công nghệ như môi trường thiêu kết, nhiệt độ và thời gian thiêu kết được khảo sát để đạt được cấu trúc và tính chất cơ lý tối ưu. Kết quả cho thấy, môi trường thiêu kết và nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến độ xốp và độ bền nén của vật liệu.
1.2. Tính chất mao dẫn
Tính chất mao dẫn của vật liệu đồng xốp được khảo sát thông qua các phương pháp đo khả năng tự hút nước và chiều cao cột mao dẫn. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, kích thước và hình dạng của bột đồng nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến khả năng mao dẫn của vật liệu. Bột đồng dạng nhánh cây cho khả năng hút nước tốt hơn so với dạng cầu, đặc biệt ở các kích thước hạt nhỏ.
II. Vật liệu đồng xốp
Vật liệu đồng xốp được nghiên cứu trong luận án là một loại vật liệu có cấu trúc xốp, được tạo ra thông qua quá trình thiêu kết bột đồng. Vật liệu này có tính chất cơ lý và mao dẫn đặc biệt, phù hợp để sử dụng làm lớp mao dẫn trong ống tản nhiệt. Các nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của vật liệu đồng xốp được thực hiện thông qua các phương pháp như SEM, EDS và XRD.
2.1. Thiêu kết
Quá trình thiêu kết vật liệu đồng xốp được thực hiện trong các môi trường khác nhau như khí trơ và khí hydro. Nhiệt độ thiêu kết dao động từ 800°C đến 950°C, và thời gian thiêu kết từ 30 đến 120 phút. Kết quả cho thấy, nhiệt độ thiêu kết cao hơn và thời gian thiêu kết dài hơn giúp cải thiện độ bền nén và độ xốp của vật liệu.
2.2. Ứng dụng công nghiệp
Vật liệu đồng xốp thiêu kết có tiềm năng ứng dụng lớn trong công nghiệp, đặc biệt là trong việc chế tạo ống tản nhiệt cho các thiết bị điện tử công suất lớn. Khả năng dẫn nhiệt cao và tính chất mao dẫn tốt của vật liệu này giúp cải thiện hiệu suất tản nhiệt của các thiết bị điện tử, đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
III. Ống tản nhiệt
Ống tản nhiệt được chế tạo từ vật liệu đồng xốp thiêu kết là một trong những ứng dụng chính của luận án. Ống tản nhiệt này hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển pha lỏng - hơi của chất lỏng bên trong ống và tính chất mao dẫn của vật liệu đồng xốp. Kết quả thử nghiệm cho thấy, ống tản nhiệt có khả năng dẫn nhiệt cao, phù hợp để sử dụng trong các thiết bị điện tử công suất lớn.
3.1. Chế tạo ống nhiệt
Quá trình chế tạo ống nhiệt bao gồm các bước như hàn bịt một đầu, bơm chất lỏng, hút chân không và hàn bịt đầu còn lại. Vật liệu đồng xốp được sử dụng làm lớp mao dẫn bên trong ống. Kết quả thử nghiệm cho thấy, đường kính và chiều dài của ống ảnh hưởng đáng kể đến độ dẫn nhiệt và trở kháng nhiệt của ống.
3.2. Ứng dụng thử nghiệm
Ống tản nhiệt được thử nghiệm ứng dụng trong việc tản nhiệt cho đèn LED công suất lớn (200W và 500W). Kết quả cho thấy, ống tản nhiệt có khả năng giảm nhiệt độ của đèn LED một cách hiệu quả, đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị. Điều này chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế của ống tản nhiệt trong các thiết bị điện tử công suất lớn.
IV. Khảo sát tính chất
Khảo sát tính chất của vật liệu đồng xốp và ống tản nhiệt là một phần quan trọng của luận án. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm đo độ xốp, độ bền nén, khả năng tự hút nước và độ dẫn nhiệt. Kết quả khảo sát cho thấy, vật liệu đồng xốp có độ xốp cao và khả năng mao dẫn tốt, phù hợp để sử dụng trong ống tản nhiệt.
4.1. Độ xốp và độ bền
Độ xốp của vật liệu đồng xốp được đo bằng các phương pháp như phương pháp thể tích - trọng lượng và phân tích ảnh SEM. Kết quả cho thấy, độ xốp của vật liệu dao động từ 40% đến 60%, phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của bột đồng nguyên liệu. Độ bền nén của vật liệu cũng được khảo sát, cho thấy sự tăng cường độ bền khi tăng nhiệt độ và thời gian thiêu kết.
4.2. Độ dẫn nhiệt
Độ dẫn nhiệt của ống tản nhiệt được đo bằng các phương pháp thực nghiệm. Kết quả cho thấy, ống tản nhiệt có độ dẫn nhiệt cao, đạt đến hàng trăm nghìn W/m, cao hơn nhiều so với các vật liệu tản nhiệt thông thường như đồng và nhôm. Điều này chứng minh hiệu quả tản nhiệt vượt trội của ống tản nhiệt được chế tạo từ vật liệu đồng xốp thiêu kết.
