液態(tài)金屬散熱技術(shù)于2011年開始進(jìn)入大眾消費(fèi),但目前仍鮮有運(yùn)用。
液態(tài)金屬散熱,實(shí)質(zhì)上屬于液冷范圍,熱量傳遞介質(zhì)由常見的液冷中的水更換為液態(tài)金屬。液態(tài)金屬的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于水,熱量可以快速被導(dǎo)出。先來(lái)感受下液態(tài)金屬的視覺效果:

液態(tài)金屬散熱器與普通散熱器外觀并無(wú)區(qū)別:

“液態(tài)金屬”,指的是一種不定型金屬,液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。金屬的物理性質(zhì)比水活波很多,因此,這種方案實(shí)際上是提供了一種新的可能。從可靠性、成本、應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)上講,液態(tài)金屬散熱確實(shí)還有不少問題,甚至從真正需求上來(lái)講,目前水冷散熱無(wú)法解決的場(chǎng)景并不多見,液態(tài)金屬散熱,也仍然只是將熱量傳遞到另外的空間拓展開來(lái)進(jìn)行散熱,別處的散熱齒、風(fēng)扇等仍無(wú)區(qū)別。而且,由于液態(tài)金屬的某些特性,翅片式換熱器的設(shè)計(jì)、電磁泵對(duì)單板EMC的影響等問題需要重新考慮。但有特性,就意味著有更多可能的解決方案。

當(dāng)前,已經(jīng)有系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)揭示出室溫液態(tài)金屬具有可在不同形態(tài)和運(yùn)動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)換的普適變形能力。比如,浸沒于水中的液態(tài)金屬對(duì)象可在低電壓作用下呈現(xiàn)出大尺度變形、自旋、定向運(yùn)動(dòng),乃至發(fā)生液球之間的自動(dòng)融合、斷裂-再合并等行為,且不受液態(tài)金屬對(duì)象大小的限制;較為獨(dú)特的是,一塊很大的金屬液膜可在數(shù)秒內(nèi)即收縮為單顆金屬液球,變形過(guò)程十分快速,而表面積改變幅度可高達(dá)上千倍;此外,在外電場(chǎng)作用下,大量彼此分離的金屬液球可發(fā)生相互粘連及合并,直至融合成單一的液態(tài)金屬球;依據(jù)于電場(chǎng)控制,液態(tài)金屬極易實(shí)現(xiàn)高速的自旋運(yùn)動(dòng),并在周圍水體中誘發(fā)出同樣處于快速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的漩渦對(duì);若適當(dāng)調(diào)整電極和流道,還可將液態(tài)金屬的運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)為單一的快速定向移動(dòng)。研究表明,造成這些變形與運(yùn)動(dòng)的機(jī)制之一在于液態(tài)金屬與水體交界面上的雙電層效應(yīng)。以上豐富的物理學(xué)圖景革新了人們對(duì)于自然界復(fù)雜流體、軟物質(zhì)特別是液態(tài)金屬材料學(xué)行為的基本認(rèn)識(shí)。這些超越常規(guī)的物體構(gòu)象轉(zhuǎn)換能力很難通過(guò)傳統(tǒng)的剛性材料或流體介質(zhì)實(shí)現(xiàn),在人們思考這些特性可以用于構(gòu)筑可變形智能機(jī)器的基本要素,為可變形體特別是液體機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造開辟了全新途徑的同時(shí),實(shí)質(zhì)上液態(tài)金屬的這種強(qiáng)烈變形與自組合特性,也極其精恰地可以增強(qiáng)其移熱能力。可以說(shuō),當(dāng)這些技術(shù)真正成熟時(shí),液態(tài)金屬或許將成為超高功率密度電子元器件熱量移出的首選方案。
如果大家有興趣,可以參考:
液態(tài)金屬百科介紹
液態(tài)金屬 第四代散熱器襲來(lái)
中國(guó)液態(tài)金屬變形技術(shù)獲突破 可用于液態(tài)機(jī)器人
中國(guó)科學(xué)家研發(fā)世界首個(gè)液態(tài)金屬“軟體動(dòng)物”
對(duì)于液態(tài)金屬散熱的各種問題,歡迎大家討論。我們的考慮或擔(dān)憂,或許可以提示液態(tài)金屬散熱方案提供商展開有針對(duì)性研究。
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