隨著電子芯片朝著高性能化和微小型化的方向快速發(fā)展，其熱流密度不斷增加，部分高性能芯片的熱流密度已超過500W/cm²，傳統(tǒng)的風(fēng)冷、液冷以及被動(dòng)式冷卻技術(shù)已不能滿足要求，熱失效成為電子設(shè)備失效的主要形式。發(fā)展先進(jìn)高效散熱技術(shù)是解決芯片熱失效的有效對策。射流沖擊結(jié)合微結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)作為一種新型主動(dòng)散熱技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高、有效消除局部熱點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可作為解決上述問題的有效措施。

　　分布式陣列射流結(jié)構(gòu)由于射流入口與流體排出口間隔排布（圖1），不存在傳統(tǒng)射流沖擊的出口橫流干擾，具有系統(tǒng)壓降小，汽液流體易排出等優(yōu)點(diǎn)。中國科學(xué)院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)研究中心科研人員以分布式射流沖擊強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)為研究對象，建立相關(guān)試驗(yàn)測試平臺(tái)，研究了微肋柱陣列表面、多孔絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)表面以及Cu-Al₂O₃多孔沉積表面強(qiáng)化射流沖擊沸騰傳熱特性，獲得了不同微結(jié)構(gòu)表面對應(yīng)的傳熱系數(shù)變化規(guī)律（如圖2所示，為HFE-7100電子氟化液工質(zhì)測試結(jié)果），并結(jié)合可視化觀測和表面微結(jié)構(gòu)形貌分析揭示了微結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化射流沸騰傳熱機(jī)制，結(jié)果表明多孔絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)表面具有較好的強(qiáng)化射流沖擊沸騰傳熱特性，其傳熱系數(shù)與光滑表面的傳熱系數(shù)相比可提高50%以上。

　　采用水作為冷卻工質(zhì)，且加熱壁面溫度控制在85℃以下時(shí)，試驗(yàn)測試結(jié)果表明，分布式陣列射流沖擊結(jié)合微結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)的冷卻能力可達(dá)到800W/cm²以上，并具有較小的泵功輸入，對應(yīng)的單位泵功冷卻能力大于16kW（熱量）/W（泵功），該技術(shù)的研發(fā)可為高性能芯片技術(shù)的快速發(fā)展提供有效熱管理手段。

　　基于以上研究已申請1項(xiàng)發(fā)明專利。

　　圖1.分布式陣列射流沖擊進(jìn)出口分布

　　圖2.不同微結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布特性