Luận án Tiến sĩ Chế tạo và khảo sát tính chất mao dẫn của vật liệu đồng xốp thiêu kết ứng dụng làm ống tản nhiệt cho các thiết bị điện tử công suất lớn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - TRỊNH MINH HỒN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT MAO DẪN CỦA VẬT LIỆU ĐỒNG XỐP THIÊU KẾT ỨNG DỤNG LÀM ỐNG TẢN NHIỆT CHO CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT LỚN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - TRỊNH MINH HOÀN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT MAO DẪN CỦA VẬT LIỆU ĐỒNG XỐP THIÊU KẾT ỨNG DỤNG LÀM ỐNG TẢN NHIỆT CHO CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT LỚN Chuyên ngành: Kim loại học Mã số: 9.44.01.29 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đoàn Đình Phương PGS.TS Nguyễn Phú Hùng Hà Nội – 2022 i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn PGS.TS Đồn Đình Phương PGS.TS Nguyễn Phú Hùng tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Bộ phận đào tạo Viện Khoa học vật liệu, Học viện Khoa học Công nghệ giúp đỡ suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn cán khoa học Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam đồng hành, động viên giúp đỡ tơi q trình thực luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè người thân, đặc biệt vợ động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập hoàn thành luận án ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Trịnh Minh Hồn iii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Lời cam đoan .ii Mục lục iii Danh mục hình vẽ, đồ thị vi Danh mục bảng xi Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt xii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU XỐP ỨNG DỤNG LÀM ỐNG NHIỆT 1.1 Ống nhiệt: Lịch sử hình thành phát triển 1.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ống nhiệt 1.2.1 Ống nhiệt trọng trường 1.2.2 Ống nhiệt có cấu trúc mao dẫn 1.2.2.1 Vỏ ống nhiệt 1.2.2.2 Vật liệu có cấu trúc mao dẫn 10 1.2.2.3 Chất lỏng làm việc bên ống nhiệt 13 1.2.3 Tính tốn thiết kế chế tạo ống nhiệt 16 1.2.3.1 Chế tạo vật liệu xốp thiêu kết 16 1.2.3.2 Tính tốn, xác định vỏ ống 19 1.2.3.3 Xác định chất lỏng làm việc ống 20 1.3 Một số vấn đề mao dẫn 22 1.3.1 Hiện tượng mao dẫn 22 1.3.2 Các phương pháp đo khả mao dẫn 24 1.3.2.1 Các phương pháp xác định áp suất mao dẫn lớn 24 1.3.2.2 Phương pháp xác định chiều cao cột mao dẫn h 25 1.3.2.3 Phương pháp xác định khối lượng nước hút vào cấu trúc mao dẫn 27 1.4 Tổng quan nghiên cứu giới lớp mao dẫn vật liệu xốp thiêu kết 30 1.5 Tản nhiệt cho đèn LED công suất cao 33 Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Nguyên vật liệu thí nghiệm 36 iv 2.2 Phương pháp chế tạo mẫu 37 2.2.1 Mẫu vật liệu đồng xốp dạng khối 37 2.2.2 Mẫu đo khả tự hút 38 2.2.3 Chế tạo ống nhiệt 39 2.3 Phương pháp nghiên cứu 41 2.3.1 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu 41 2.3.1.1 Phương pháp chụp ảnh SEM phân tích EDS 41 2.3.1.2 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X 42 2.3.2 Phương pháp xác định tính vật liệu 42 2.3.3 Phương pháp xác định độ xốp vật liệu 43 2.3.3.1 Phương pháp xác định độ xốp tổng 44 2.3.3.2 Phương pháp đo độ xốp hở 45 2.3.3.3 Phương pháp xác định độ xốp ảnh SEM 46 2.3.4 Phương pháp đánh giá khả tự hút vật liệu mao dẫn 48 2.3.5 Phương pháp đo độ dẫn nhiệt ống nhiệt 50 Chương 3: CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CƠ LÝ VÀ TÍNH CHẤT MAO DẪN CỦA VẬT LIỆU ĐỒNG XỐP THIÊU KẾT 54 3.1 Ảnh hưởng thông số công nghệ đến cấu trúc tính vật liệu đồng xốp sau thiêu kết 54 3.1.1 Ảnh hưởng môi trường thiêu kết 54 3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thiêu kết 61 3.1.3 Ảnh hưởng thời gian thiêu kết 66 3.2 Ảnh hưởng hình dạng, kích thước bột đồng đến khả tự hút nước mao dẫn vật liệu đồng xốp sau thiêu kết 70 3.2.1 Khảo sát bột đồng nguyên liệu dạng cầu 70 3.2.1.1 Ảnh hưởng kích thước bột đồng đến đặc tính xốp mẫu 71 3.2.1.2 Ảnh hưởng kích thước bột đồng đến khả hút nước mẫu 74 3.2.2 Khảo sát bột đồng dạng nhánh 79 3.2.2.1 Ảnh hưởng kích thước bột đồng đến đặc tính xốp mẫu 79 3.2.2.2 Ảnh hưởng kích thước bột đồng đến khả hút nước mẫu 82 3.2.3 So sánh đặc tính xốp mao dẫn mẫu sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng cầu dạng nhánh 86 v Chương 4: KẾT QUẢ CHẾ TẠO ỐNG NHIỆT VÀ ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM CHO ĐÈN LED CÔNG SUẤT LỚN 91 4.1 Chế tạo ống nhiệt 91 4.2 Ảnh hưởng đường kính ống đến độ dẫn nhiệt trở kháng nhiệt ống nhiệt 95 4.3 Ảnh hưởng chiều dài ống đến độ dẫn nhiệt trở kháng nhiệt ống nhiệt 96 4.4 Thử nghiệm ứng dụng ống nhiệt cho đèn LED công suất lớn 97 4.4.1 Thử nghiệm ứng dụng ống nhiệt cho đèn LED 200 W 97 4.4.2 Thử nghiệm ứng dụng ống nhiệt cho đèn LED 500 W 100 KẾT LUẬN CHUNG 105 CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 107 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 108 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Một số ứng dụng ống nhiệt trong: a) máy tính, b) đèn LED c) điện thoại thông minh Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động a) ống nhiệt trọng trường b) ống nhiệt có cấu trúc mao dẫn Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo vùng hoạt động ống nhiệt có cấu trúc mao dẫn Hình 1.4 Mặt cắt ngang ống nhiệt a) kiểu mao dẫn dạng rãnh b) kiểu cấu trúc vật liệu xốp kim loại thiêu kết 10 Hình 1.5 Sự thay đổi áp suất lỏng - ống nhiệt hoạt động 14 Hình 1.6 Sơ đồ chế tạo giản đồ thiêu kết vật liệu xốp nghiên cứu Leong 17 Hình 1.7 Sơ đồ chế tạo ống nhiệt nghiên cứu Li: 1-Nắp nhỏ định vị trục thép; 2-Vỏ ống đồng; 3-Bột đồng; 4-Trục thép không gỉ; 5Nắp lớn định vị trục thép 18 Hình 1.8 Mơ hình chế tạo ống nhiệt (a) giản đồ thiêu kết mẫu (b) nghiên cứu Jiang 18 Hình 1.9 Giới hạn mao dẫn loại chất lỏng: nước, acetone methanol 21 Hình 1.10 Nhiệt độ vùng bay với tỉ lệ điền đầy chất lỏng khác 21 Hình 1.11 Sơ đồ minh họa sức căng (A) kích thước hình học liên quan (B) mặt khum 22 Hình 1.12 Mơ hình đo áp suất mao dẫn lớn 24 Hình 1.13 Tương quan áp lực mao dẫn lớn độ xốp đồng xốp 25 Hình 1.14 Mơ hình xác định chiều cao cột mao dẫn h sử dụng camera hồng ngoại Li cộng sử dụng 25 Hình 1.15 Ảnh hưởng kích thước hạt bột nguyên liệu đến chiều cao cột chất lỏng cấu trúc kim loại xốp a) nước b) aceton 26 Hình 1.16 Chiều cao cột mao dẫn mẫu bột Ni bột đồng thiêu kết với chất lỏng khác nhau: a) nước b) acetone 27 Hình 1.17 Mơ hình xác định khối lượng chất lỏng hút vào cấu trúc mao dẫn 28 Hình 1.18 Sự tăng khối lượng chất lỏng theo thời gian cấu trúc đồng xốp sử dụng chất lỏng thử khác 29 Hình 1.19 Sự tăng khối lượng chất lỏng theo thời gian cấu trúc thép hợp kim xốp sử dụng chất lỏng khác 29 vii Hình 1.20 Giản đồ cấu trúc mao dẫn chứa hai loại lỡ xốp 31 Hình 1.21 Ảnh SEM độ phóng đại khác cấu trúc mao dẫn chứa lỗ xốp với hai kiểu kích thước khác 31 Hình 1.22 Ảnh SEM bề mặt hạt đồng cấu trúc mao dẫn thiêu kết trước (a,b) sau xử lý bề mặt (c,d) 32 Hình 2.1 Ảnh SEM mẫu bột đồng nguyên liệu dạng cầu dạng nhánh 36 Hình 2.2 Mơ hình máy rung tạo độ xít chặt cho bột đồng 37 Hình 2.3 Mơ hình lị ống thiêu kết vật liệu đồng xốp cấu trúc mao dẫn 38 Hình 2.4 Mơ hình khn tạo mẫu đồng xốp giản đồ nhiệt - khí q trình thiêu kết chế tạo mẫu đồng xốp 38 Hình 2.5 Mẫu đo khả tự hút vật liệu đồng xốp cấu trúc mao dẫn 39 Hình 2.6 Sơ đồ quy trình chế tạo ống nhiệt đồng xốp cấu trúc mao dẫn 40 Hình 2.7 Nguyên lý tạo mẫu chụp ảnh cấu trúc SEM a) mẫu chụp ảnh vi cấu trúc b) mẫu chụp ảnh cấu trúc macro 42 Hình 2.8 Mơ hình mẫu chế tạo để xác định khối lượng riêng đo độ xốp hở 45 Hình 2.9 46 Hình 2.11 Sơ đồ thí nghiệm ngâm nước xác định độ xốp hở Minh họa trình xử lý ảnh SEM phần mềm ImageJ: a) Ảnh SEM ban đầu; b) Ảnh xử lý lỗi bổ sung vị trí hạt; c) Ảnh xử lý màu phần xốp; d) Ảnh tạo đường biên lỗ xốp Mơ hình thiết bị đo khả tự hút mao dẫn Hình 2.12 Mơ hình tính tốn độ dẫn nhiệt 51 Hình 2.13 Mơ hình ngun lý đo hệ số dẫn nhiệt trở kháng nhiệt ống nhiệt 52 Hình 2.14 Hệ đo thơng số nhiệt ống nhiệt 52 Hình 3.1 Ảnh SEM mẫu đồng xốp thiêu kết môi trường khác sử dụng bột đồng dạng cầu 56 Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu đồng xốp thiêu kết môi trường khác sử dụng bột đồng dạng nhánh 57 Hình 3.3 Ảnh hưởng môi trường thiêu kết đến độ xốp mẫu 57 Hình 3.4 Phổ tán xạ lượng tia X (EDS) mẫu đồng xốp thiêu kết môi trường khác sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng cầu 58 Hình 3.5 Phổ tán xạ lượng tia X (EDS) mẫu đồng xốp thiêu kết môi trường khác sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng nhánh 59 Hình 3.6 Ảnh hưởng mơi trường thiêu kết đến độ bền nén mẫu 60 Hình 2.10 47 49 viii Hình 3.7 Ảnh SEM mẫu đồng xốp sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng cầu thiêu kết nhiệt độ khác 62 Hình 3.8 Ảnh SEM mẫu đồng xốp sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng nhánh thiêu kết nhiệt độ khác 63 Hình 3.9 Độ xốp mẫu vật liệu đồng xốp thiêu kết nhiệt độ khác 63 Hình 3.10 Giản đồ nhiễu xạ tia X (a) phổ tán xạ tia X (b) mẫu đồng xốp thiêu kết 950oC sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng cầu 64 Hình 3.11 Giản đồ nhiễu xạ tia X (a) phổ tán xạ tia X (b) mẫu đồng xốp thiêu kết 950oC sử dụng bột đồng nguyên liệu dạng nhánh 64 Hình 3.12 Độ bền nén mẫu vật liệu đồng xốp thay đổi theo nhiệt độ thiêu kết 65 Hình 3.13 Ảnh SEM cùng độ phóng đại mẫu đồng xốp sử dụng bột đồng dạng nhánh sau thiêu kết với thời gian 30-120 phút 900oC 67 Hình 3.14 Ảnh SEM cùng độ phóng đại mẫu đồng xốp sử dụng bột đồng dạng cầu sau thiêu kết với thời gian 30-120 phút 900oC 67 Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian thiêu kết đến độ xốp mẫu 68 Hình 3.16 Ảnh hưởng thời gian thiêu kết đến độ bền nén mẫu 69 Hình 3.17 Ảnh SEM mặt gãy mẫu đồng xốp với kích thước bột nguyên liệu khác sử dụng bột đồng dạng cầu 71 Hình 3.18 Sự thay đổi độ xốp mẫu theo kích thước hạt bột đồng sử dụng 72 Hình 3.19 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau thiêu kết với kích thước bột đồng nguyên liệu ban đầu khác 72 Hình 3.20 Kết đo độ xốp mẫu phương pháp Image J ảnh SEM 73 Hình 3.21 Phân bố kích thước lỡ xốp (thơng qua diện tích lỡ xốp) mẫu có kích thước hạt ban đầu khác sử dụng phần mềm ImageJ ảnh SEM 74 Hình 3.22 Sơ đồ gá mẫu xác định khả tự hút nước mẫu với góc nghiêng khác a) 90o, b) 60o c) 30o 75 Hình 3.23 Khả tự hút nước mẫu vật liệu đồng xốp sử dụng bột dạng cầu vị trí góc nghiêng khác 76 Hình 3.24 Lượng nước (a) chiều cao cột nước hút lên (b) vật liệu đồng xốp sử dụng kích thước góc nghiêng đặt mẫu khác 77 Hình 3.25 Lưu lượng nước hút lên mẫu đồng xốp cùng loại kích thước hạt góc nghiêng khác 78 Hình 3.26 Lưu lượng nước hút lên mẫu đồng xốp cùng góc nghiêng khác loại kích thước hạt bột đồng 78 104 Đã thử nghiệm ống nhiệt chế tạo hệ tản nhiệt cho đèn LED công suất 200 W 500 W theo thiết kế có sẵn Đối với đèn LED 200 W, nhiệt độ đo LED-COB 65,5oC Đối với đèn LED 500 W, nhiệt độ đo LEDCOB 77,8oC Các giá trị nhiệt độ tương đương với nhiệt độ LED-COB công suất hãng Furukawa Nhật Bản công bố 105 KẾT LUẬN CHUNG Từ nghiên cứu tổng quan, kết nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất mao dẫn vật liệu đồng xốp thiêu kết, khảo sát ảnh hưởng kích thước ống nhiệt đến khả dẫn nhiệt ống nhiệt kết thử nghiệm hệ thống tản nhiệt cho đèn LED cơng suất lớn trình bày luận án rút số kết luận chính sau: Đã xây dựng thiết bị đo khả hút nước mao dẫn vật liệu đồng xốp thiêu kết Thiết bị cho phép ghi nhận lượng nước, tốc độ hút nước vật liệu đồng xốp chế tạo theo thời gian với góc nghiêng mẫu khác nhau, làm sở để đánh giá khả mao dẫn vật liệu Đã xác định số thông số công nghệ để chế tạo vật liệu đồng xốp có cấu trúc mao dẫn gồm: (i) sử dụng bột đồng dạng cầu dạng nhánh có kích thước từ 44-150 µm; (ii) tạo độ xít chặt, đồng phương pháp rung học; (iii) thiêu kết mơi trường khí Ar + H2 nhiệt độ 900oC, thời gian thiêu kết 60 phút Đã làm rõ ảnh hưởng hình dạng kích thước hạt bột đồng đến độ xốp tính chất mao dẫn vật liệu sau thiêu kết Cụ thể: - Cùng kích thước hạt bột, vật liệu đồng xốp chế tạo từ bột đồng dạng nhánh ln có độ xốp tổng, độ xốp hở liên kết cao so với vật liệu đồng chế tạo từ bột đồng dạng cầu Trong đó, kích thước hạt bột 44-74 µm, bột đồng dạng nhánh cho độ xốp hở liên kết cao bột đồng dạng cầu 9,2% Tương tự kích thước hạt bột 74-100 µm 100-150 µm chênh lệch 12,4% 15,6% - Đối với hai loại bột đồng dạng cầu bột đồng dạng nhánh cây, lưu lượng hút nước vật liệu (g/s) có xu hướng tỷ lệ thuận với độ xốp khoảng kích thước bột từ 44-150 µm Trong đó, lưu lượng hút nước mẫu sử dụng kích thước bột đồng 44-74 µm đạt thấp nhất, đạt cao sử dụng bột đồng có kích thước bột 100-150 µm - Đối với hai loại bột đồng, tất kích thước hạt bột khảo sát, lưu lượng hút nước vật liệu có xu hướng tỷ lệ với độ nghiêng mẫu đo, theo thứ tự mẫu 30o lớn mẫu 60o lớn mẫu 90o 106 - Mẫu chế tạo từ bột đồng dạng nhánh với kích thước hạt bột từ 100-150 µm có tính chất mao dẫn tốt nhất, hút lượng nước lớn lựa chọn để chế tạo ống nhiệt Đã xác định ảnh hưởng đường kính ống nhiệt chiều dài ống nhiệt đến độ dẫn nhiệt ống nhiệt với lớp mao dẫn chế tạo từ bột đồng dạng nhánh có kích thước hạt bột từ 100-150 µm Với ống nhiệt dài 500 mm, tăng đường kính ống nhiệt từ mm lên 12 mm, độ dẫn nhiệt ống nhiệt giảm từ 14.200 W/m.K xuống 11.500 W/m.K Với ống nhiệt đường kính 10 mm, tăng chiều dài ống nhiệt từ 300 mm lên 500 mm, độ dẫn nhiệt giảm từ 15.200 W/mK xuống 13.200 W/m.K Đã ứng dụng ống nhiệt chế tạo để làm hệ tản nhiệt cho đèn LED công suất lớn (200 W 500 W) Kết thử nghiệm cho thấy nhiệt độ đo LED-COB đèn LED tương đương với giá trị nhiệt độ công bố sản phẩm loại hãng Furukawa Nhật Bản 107 CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đã chế tạo thành công vật liệu đồng xốp có cấu trúc mao dẫn cơng nghệ luyện kim bột sử dụng bột đồng dạng cầu dạng nhánh có kích thước từ 44-150 µm, ép chặt bột nguyên liệu phương pháp rung học, thiêu kết bột ép chặt mơi trường khí Ar + H2 nhiệt độ 900oC, thời gian thiêu kết 60 phút Đã xây dựng thiết bị đo khả hút nước mao dẫn vật liệu xốp thiêu kết, sử dụng thiết bị để khảo sát ảnh hưởng hình dạng kích thước hạt bột đồng nguyên liệu đến tính chất mao dẫn vật liệu đồng xốp sau thiêu kết Trong đưa kết luận sau đây: - Vật liệu đồng xốp chế tạo từ bột đồng nguyên liệu dạng nhánh theo phương pháp nói có độ xốp tính chất mao dẫn tốt vật liệu đồng xốp chế tạo từ bột đồng nguyên liệu dạng cầu - Vật liệu đồng xốp chế tạo từ bột đồng nguyên liệu dạng nhánh với kích thước hạt bột từ 100-150 µm có tính chất mao dẫn tốt nhất, tốc độ hút nước nhanh 108 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Để hoàn thiện hơn, nghiên cứu sinh đề xuất số nội dung cần tiếp tục nghiên cứu, thực hiện, cụ thể sau: Nghiên cứu biến tính bề mặt vật liệu xốp để tăng lực mao dẫn Nghiên cứu chế tạo lớp vật liệu mao dẫn chứa nhiều dạng lỗ rỗng khác để giảm tượng bóng khe mao dẫn Mơ q trình truyền nhiệt ống nhiệt theo thời gian thực Nghiên cứu mở rộng khả ứng dụng ống nhiệt chế tạo 109 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CƠNG BỐ Trần Bảo Trung, Đồn Đình Phương, Nguyễn Văn Tồn, Trịnh Minh Hồn, Ngơ Duy Cơng, Đặng Quốc Khánh, Cấu trúc và tính chất vật liệu đồng xốp chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột sử dụng chất chiếm chỗ NaCl, Tạp chí Khoa học Công nghệ kim loại, 94, 2021, 2-7 Trịnh Minh Hoàn, Đoàn Đình Phương, Nguyễn Văn Toàn, Trần Bảo Trung, Ảnh hưởng hình dạng và kích thước bột đồng đến cấu trúc và độ xốp vật liệu đồng xốp, Tuyển tập cơng trình Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 12, SPMS 2021 (TP Cần Thơ), 2022, pp 970-973 (ISBN: 978-604-316-838-9) Trinh Minh Hoan, Nguyen Van Toan, Nguyen Phu Hung, Pham Van Trinh, Tran Bao Trung, Doan Dinh Phuong, Dependence of Particle Size and Geometry of Copper Powder on the Porosity and Capillary Performance of Sintered Porous Copper Wicks for Heat Pipes, Metals, 12, 2022, 1716 (SCI-E) Trinh Minh Hoan, Doan Dinh Phuong, Nguyen Van Toan, Tran Bao Trung, Effect of sintering time on the structure, experimental and calculated porosity of porous copper samples produced via a loosen sintering technique, Proceeding of the 5th International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology, ICAMN 2022 (Hanoi, Vietnam), pp 130-134 (ISBN: 978-604316-915-7) 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Rao, Z., et al., Experimental investigation on thermal management of electric vehicle battery with heat pipe Energy Conversion and Management, 2013 65: p 92-97 Tang, H., et al., Review of applications and developments of ultra-thin micro heat pipes for electronic cooling Applied Energy, 2018 223: p 383-400 Zohuri, B., Application of Heat Pipe in Industry, in Heat Pipe Design and Technology: Modern Applications for Practical Thermal Management, B Zohuri, Editor 2016, Springer International Publishing: Cham p 335-394 Wang, C., et al., Experimental study on startup performance of high temperature potassium heat pipe at different inclination angles and input powers for nuclear reactor application Annals of Nuclear Energy, 2020 136: p 107051 Total Thermal Solution, Heat Diffusion and Cooling Products Available from: https://www.furukawa.co.jp/en/product/catalogue/pdf/thermal_e046.pdf Tú, B.M., Nghiên cứu tính chất nhiệt ống nhiệt mao dẫn Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Công nghiệp Hà Nội, 2020 56(5): p 92-95 Bùi Hải, N.n.V.t.Đ.c., Nghiên cứu ảnh hưởng góc nghiêng và lượng nạp mơi chất ống nhiệt mao dẫn Tạp chí Khoa học công nghệ nhiệt, 2007 12: p 12-14 Reay, D.A., P.A Kew, and R.J McGlen, Heat pipes: Theory, design and applications 2013: Butterworth-Heinemann Gaugler, R., Heat Transfer Devices 1944 10 Faghri, A., Heat pipes: Review, opportunities and Challenges Frontiers in Heat Pipes, 2014 5(1) 11 Grover, G.M., T.P Cotter, and G.F Erickson, Structures of Very High Thermal Conductance Journal of Applied Physics, 1964 35(6): p 1990-1991 12 Cotter, T.P., Theory of Heat Pipes, in USAEC Report LA-3246, Contract W7405-eng-36 1965, Los Alamos Scientific Laboratory, University of California, California 13 Hirasawa, T and M Oomi, Evolution of the Heatsink Technology 2005 111 14 Mochizuki, M., et al., A review of heat pipe application including new opportunities Frontiers in Heat Pipes, 2011 15 Pounds, D and R.W Bonner High heat flux heat pipes embedded in metal core printed circuit boards for LED thermal management in Fourteenth Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems (ITherm) 2014 16 Kim, H.-T and J Hwang, Heat transfer enhancement of nanofluids in a pulsating heat pipe for heat dissipation of LED lighting Journal of the Korean Society of Marine Engineering, 2014 38: p 1200-1205 17 Meseguer, J., I Pérez-Grande, and A Sanz-Andrés, 11 - Heat pipes, in Spacecraft Thermal Control, J Meseguer, I Pérez-Grande, and A SanzAndrés, Editors 2012, Woodhead Publishing p 175-207 18 Ramezanizadeh, M., et al., Experimental and numerical analysis of a nanofluidic thermosyphon heat exchanger Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 2019 13: p 40-47 19 Jouhara, H., et al., Heat pipe based systems - Advances and applications Energy, 2017 128: p 729-754 20 Solomon, A.B., K Ramachandran, and B.C Pillai, Thermal performance of a heat pipe with nanoparticles coated wick Applied Thermal Engineering, 2012 36: p 106-112 21 Li, Y., et al., Thermal performance of ultra-thin flattened heat pipes with composite wick structure Applied Thermal Engineering, 2016 102: p 487-499 22 Zhou, W., et al., A novel ultra-thin flattened heat pipe with biporous spiral woven mesh wick for cooling electronic devices Energy Conversion and Management, 2019 180: p 769-783 23 Li, J and L Lv, Experimental studies on a novel thin flat heat pipe heat spreader Applied Thermal Engineering, 2016 93: p 139-146 24 Zhang, S., et al., Experimental study on the thermal performance of a novel ultrathin aluminum flat heat pipe Renewable Energy, 2019 135: p 1133-1143 25 Ding, C., et al., A Flat Heat Pipe Architecture Based on Nanostructured Titania Journal of Microelectromechanical Systems, 2010 19(4): p 878-884 112 26 Isobar® Heat Pipe Component Basics Available from: https://www.acrolab.com/isobar-heat-pipes/ 27 Zohuri, B and P McDaniel, Chapter 10 - Heat pipe driving heat transfer, in Introduction to Energy Essentials, B Zohuri and P McDaniel, Editors 2021, Academic Press p 371-412 28 Nemec, P., Porous Structures in Heat Pipe, in Porosity - Process, Technologies and Applications 2022, IntechOpen 29 Hirasawa T., K K., and a.O M Evolution of the heatsink technology 2014 [cited 2005; Available from: https://www.furukawa.co.jp/review/fr027/fr27_06.pdf 30 Hansen, G., E Næss, and K Kristjansson, Sintered Nickel Powder Wicks for Flat Vertical Heat Pipes Energies, 2015 8(4) 31 Wuttijumnong, V., et al High-performance nickel wick development for loop heat pipes in 2012 28th Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium (SEMI-THERM) 2012 32 Ling, W., et al., Capillary pumping performance of porous copper fiber sintered wicks for loop heat pipes Applied Thermal Engineering, 2018 129: p 1582-1594 33 Gupta, N.K., A.K Tiwari, and S.K Ghosh, Heat transfer mechanisms in heat pipes using nanofluids – A review Experimental Thermal and Fluid Science, 2018 90: p 84-100 34 Deng, D., et al., Fabrication of porous copper surfaces by laser micromilling and their wetting properties Precision Engineering, 2017 49: p 428-439 35 Launay, S., V Sartre, and J Bonjour, Parametric analysis of loop heat pipe operation: a literature review International Journal of Thermal Sciences, 2007 46(7): p 621-636 36 Ladekar, C.L., S.K Chaudhary, and S.S Khandare, A Critical Review Optimization of Heat Pipe International Journal of Engineering Research & Technology 2016 4(30): p 1-7 37 Aoki, H., et al Development of ultra thin plate-type heat pipe with less than mm thickness in 2010 26th Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium (SEMI-THERM) 2010 113 38 Zhou, W., et al., Effect of the passage area ratio of liquid to vapor on an ultrathin flattened heat pipe Applied Thermal Engineering, 2019 162: p 114215 39 Lucang, L and L Ji, Managing high heat flux up to 500W/cm2 through an ultra-thin flat heat pipe with superhydrophilic wick Applied Thermal Engineering, 2017 122: p 593-600 40 Li, J., et al., Mechanism of a microscale flat plate heat pipe with extremely high nominal thermal conductivity for cooling high-end smartphone chips Energy Conversion and Management, 2019 201: p 112202 41 Akkus, Y., et al., A first look at the performance of nano-grooved heat pipes International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019 132: p 280-287 42 Xin, F., T Ma, and Q Wang, Thermal performance analysis of flat heat pipe with graded mini-grooves wick Applied Energy, 2018 228: p 2129-2139 43 Liu, Y.B., Comparative Study on Heat Transfer Characteristics of Three Kinds of Micro-Groove HEAT Pipes Applied Mechanics and Materials, 2013 313-314: p 1034-1037 44 Wang, X.-D., et al., Experimental investigation of copper-grooved micro heat pipes (MHPs) Journal of Solid State Lighting, 2014 1(1): p 14 45 Byon, C., Heat Pipe and Phase Change Heat Transfer Technologies for Electronics Cooling 2016, IntechOpen 46 Kumaresan, G., et al., Comparative study on heat transfer characteristics of sintered and mesh wick heat pipes using CuO nanofluids International Communications in Heat and Mass Transfer, 2014 57: p 208-215 47 Kang, S.-W., et al., Experimental investigation of nanofluids on sintered heat pipe thermal performance Applied Thermal Engineering, 2009 29(5): p 973-979 48 Keshavarz Moraveji, M and S Razvarz, Experimental investigation of aluminum oxide nanofluid on heat pipe thermal performance International Communications in Heat and Mass Transfer, 2012 39(9): p 1444-1448 49 Kumaresan, G., S Venkatachalapathy, and L.G Asirvatham, Experimental investigation on enhancement in thermal characteristics of sintered wick heat pipe using CuO nanofluids International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014 72: p 507-516 114 50 Putra, N., et al., Thermal performance of biomaterial wick loop heat pipes with water-base Al2O3 nanofluids International Journal of Thermal Sciences, 2014 76: p 128-136 51 Sun, Z and H Qiu, An asymmetrical vapor chamber with multiscale micro/nanostructured surfaces International Communications in Heat and Mass Transfer, 2014 58: p 40-44 52 Chen, G., et al., Heat transfer characteristic of an ultra-thin flat plate heat pipe with surface-functional wicks for cooling electronics International Communications in Heat and Mass Transfer, 2019 100: p 12-19 53 Barrak, A.S., A.A.M Saleh, and Z.H Naji, An experimental study of using water, methanol, and binary fluids in oscillating heat pipe heat exchanger Engineering Science and Technology, an International Journal, 2020 23(2): p 357-364 54 Abd, H., H Assi, and A Abdulmunem, Thermal performance of wickless heat pipe with methanol and ethanol working fluids 2019 10: p 277-286 55 Shukla, K.N., Heat Pipe for Aerospace Applications¡ªAn Overview Journal of Electronics Cooling and Thermal Control, 2015 Vol.05No.01: p 14 56 Alhuyi Nazari, M., et al., How to improve the thermal performance of pulsating heat pipes: A review on working fluid Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018 91: p 630-638 57 Chen, X., et al., A review of small heat pipes for electronics Applied Thermal Engineering, 2016 96: p 1-17 58 Leong, K.C., C.Y Liu, and G.Q Lu, Characterization of Sintered Copper Wicks Used in Heat Pipes Journal of Porous Materials, 1997 4(4): p 303-308 59 Chiu, L.H., Wu C.-H., and Lee P.-Y., Comparison between oxide-reduced and water-atomized copper powders used in making sintered wicks of heat pipe China Particuology 5, 2007 5: p 220–224 60 Li, X.-b., et al., Sintering technology for micro heat pipe with sintered wick Journal of Central South University of Technology, 2010 17(1): p 102-109 61 Jiang, L.-l., et al., Design and fabrication of sintered wick for miniature cylindrical heat pipe Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014 24(1): p 292-301 115 62 Wang, Q.Z., et al., Open-celled porous Cu prepared by replication of NaCl spaceholders Materials Science & Engineering A, 2010 527(4-5): p 1275-1278 63 Wu, S.-C., et al., Investigating the effect of powder-mixing parameter in biporous wick manufacturing on enhancement of loop heat pipe performance International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015 89: p 460-467 64 S., M.A., Processing And Modeling Of Porous Copper Using Sintering Dissolution Process 2014, North Carolina Agricultural and Technical State University 65 Kuroda, M., et al., Development of Aluminum-Water Heat Pipe 2013 66 Xie, K., et al., Experimental investigation on an aluminum oscillating heat pipe charged with water Applied Thermal Engineering, 2019 162: p 114182 67 Lee, K.-L., et al., Titanium-Water Heat Pipe Radiators for Space Fission Power System Thermal Management Microgravity Science and Technology, 2020 32(3): p 453-464 68 Lee, K.-L., W.G Anderson, and C Tarau, Titanium-Water Heat Pipe Radiators for Kilopower System Cooling Applications, in 2018 International Energy Conversion Engineering Conference 2018, American Institute of Aeronautics and Astronautics 69 Haque, M., M Hossain, and M Mashud, Performance Analysis of a Heat Pipe with Stainless Steel Wick Journal of Engineering Advancements, 2020 01: p 16-22 70 Lee, H.-M., et al., Stainless Steel Heat Pipe Fabrication, Performance Testing and Modeling Energy Procedia, 2017 105: p 4745-4750 71 Zhang, X.M., Experimental study of a pulsating heat pipe using FC-72, ethanol, and water as working fluids Experimental Heat Transfer, 2004 17(1): p 47-67 72 llin, P.W., Heat Pipe, selection of working fluid, in Project Report MVK160 Heat and Mass Transfer May, 2012, Lund , Sweden 73 Li, H., et al., Effect of working fluid on heat transfer performance of the anti-gravity loop-shaped heat pipe Applied Thermal Engineering, 2015 88: p 391-397 74 Borkar, R.S and P.P R., Effect of working fluid, filling ratio and number of turns on pulsating heat pipes thermal performance, in Frontiers in Heat Pipes (FHP) 2015 116 75 Kaliakin, V.N., Chapter - Example Problems Involving In Situ Stresses Under Hydrostatic Conditions, in Soil Mechanics, V.N Kaliakin, Editor 2017, Butterworth-Heinemann p 205-242 76 Singh, R., A Akbarzadeh, and M Mochizuki, Experimental Determination of Wick Properties for Loop Heat Pipe Applications 2009 12(8): p 759-776 77 Choi, J., et al., Experimental investigation on sintered porous wicks for miniature loop heat pipe applications Experimental Thermal and Fluid Science, 2013 51: p 271-278 78 Choi, J., et al., Low temperature sintering of copper biporous wicks with improved maximum capillary pressure Materials Letters, 2014 132: p 349-352 79 Li, H., et al., Effect of fabrication parameters on capillary pumping performance of multi-scale composite porous wicks for loop heat pipe Applied Thermal Engineering, 2018 143: p 621-629 80 Deng, D., et al., Characterization of capillary performance of composite wicks for two-phase heat transfer devices International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013 56(1): p 283-293 81 Deng, D., et al., Evaluation of capillary performance of sintered porous wicks for loop heat pipe Experimental Thermal and Fluid Science, 2013 50: p 1-9 82 Feng, C., S Yugeswaran, and S Chandra, Capillary rise of liquids in thermally sprayed porous copper wicks Experimental Thermal and Fluid Science, 2018 98: p 206-216 83 Shirazy, M.R.S and L.G Fréchette, Capillary and wetting properties of copper metal foams in the presence of evaporation and sintered walls International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013 58(1): p 282-291 84 Shirazy, M.R.S and L.G Fréchette Investigation of capillary properties of copper metal foams by the rate of rise method in the presence of evaporation in 13th InterSociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems 2012 85 Jafari, D., W.W Wits, and B.J Geurts, Metal 3D-printed wick structures for heat pipe application: Capillary performance analysis Applied Thermal Engineering, 2018 143: p 403-414 117 86 Yeh, C.C., C.-N Chen, and Y.M Chen, Heat transfer analysis of a loop heat pipe with biporous wicks International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009 52: p 4426-4434 87 Yeh, C.-C., C.-N Chen, and Y.-M Chen, Heat transfer analysis of a loop heat pipe with biporous wicks International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009 52(19): p 4426-4434 88 Chen, B., et al., Experimental investigation of loop heat pipe with flat evaporator using biporous wick Applied Thermal Engineering, 2012 42: p 34-40 89 Zhang, Z., et al., Experimental study of heat transfer capacity for loop heat pipe with flat disk evaporator Applied Thermal Engineering, 2020 173: p 115183 90 Guo, H., X Ji, and J Xu, Enhancement of loop heat pipe heat transfer performance with superhydrophilic porous wick International Journal of Thermal Sciences, 2020 156: p 106466 91 Giraudon, R., et al., Effect of surface properties of capillary structures on the thermal behaviour of a LHP flat disk-shaped evaporator International Journal of Thermal Sciences, 2019 142: p 163-175 92 Jayachandran, B., P.P Sajith, and C.B Sobhan, Investigations on Replacement of Fins with Flat Heat Pipes for High Power LEDs Procedia Engineering, 2015 118: p 654-661 93 Fan, A., et al An innovative passive cooling method for high performance light-emitting diodes in 2012 28th Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium (SEMI-THERM) 2012 94 Xiao, C., et al., A novel automated heat-pipe cooling device for high-power LEDs Applied Thermal Engineering, 2017 111: p 1320-1329 95 Tang, Y., et al., A high power LED device with chips directly mounted on heat pipes Applied Thermal Engineering, 2014 66(1): p 632-639 96 Luo, X., et al., Heat and fluid flow in high-power LED packaging and applications Progress in Energy and Combustion Science, 2016 56: p 1-32 97 Hùng, H.M and Đ.B Trụ, Lý thuyết biến dạng dẻo 2003: Khoa học kỹ thuật 98 Abdulshaheed, A.A., et al., High performance copper-water heat pipes with nanoengineered evaporator sections International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019 133: p 474-486 118 99 Miao, S., et al., Experimental Study on Thermal Performance of a Bent Copper-Water Heat Pipe International Journal of Aerospace Engineering, 2020 2020: p 8632152 100 Chavda, N.K., Investigation of Thermal Performance of Cylindrical Heat Pipe Using Silver Nanofluid Part I: Experimental Evaluation Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 2019 100(6): p 967-981 101 Thermal Conductivity of Available Metals from: https://www.electrical4u.com/thermal-conductivity-of-metals/ 102 Jabur, A.S., Effect of powder metallurgy conditions on the properties of porous bronze Powder Technology, 2013 237: p 477-483 103 Buckman, J., et al., Quantifying Porosity through Automated Image Collection and Batch Image Processing: Case Study of Three Carbonates and an Aragonite Cemented Sandstone Geosciences, 2017 7: p 70 104 Kostajnšek, K., Ž Zupin, and A Hladnik, Optical Assessment of Porosity Parameters in Transparent Woven Fabrics 2021 13(3) 105 Lin, Y.-J and K.-S Hwang, Effects of Powder Shape and Processing Parameters on Heat Dissipation of Heat Pipes with Sintered Porous Wicks Materials Transaction 2009 50(10): p 2427-2434 106 Gavril, S., et al., A Heat Pipe Cooler for High Power LED’s Cooling in Harsh Conditions Procedia Manufacturing, 2019 32: p 513-519 107 ầiỗek, B., N Şahin, and M Alkan, Thermal Analysis of Chip on Board Packaging of High Power Led's with Heat Pipe Using Cfd for Street Lights Gazi University Journal of Science, 2018 31: p 1229-1244 108 High Performance Round Heat Pipes 2022; Available from: https://www.mouser.com/new/advanced-thermal-solutions/ats-heat-pipes/ 109 HB-WHP-1000-B LED Cooling - Passive from Furukawa Electric Co., Ltd 110 FL-WHP-3100-B LED Cooling - Passive from Furukawa Electric Co., Ltd ... trúc tính chất mao dẫn vật liệu đồng xốp ứng dụng làm ống tản nhiệt cho thiết bị điện tử công suất lớn, nghiên cứu sinh chọn đề tài ? ?Chế tạo khảo sát tính chất mao dẫn vật liệu đồng xốp thiêu kết. .. kết ứng dụng làm ống tản nhiệt cho thiết bị điện tử công suất lớn” để thực luận án tiến sĩ Mục tiêu luận án Khảo sát, lựa chọn thông số công nghệ phù hợp để chế tạo vật liệu đồng xốp thiêu kết. .. có tính chất mao dẫn tốt từ loại nguyên liệu có sẵn thị trường Ứng dụng kết nghiên cứu tính chất mao dẫn vật liệu đồng xốp thiêu kết, chế tạo ống nhiệt với tính chất tản nhiệt tốt ứng dụng làm