熱設計新思路——液態金屬散熱方案

對于熱設計工作者而言，將器件的溫度控制到合理的數值是熱設計的核心目標。溫度是熱量的宏觀表現，這樣，控制溫度的實質就是控制熱量的傳輸。隨著電子器件的性能迅速攀升，雖然其能效比也在優化，但器件的發熱功率仍快速提高。熱量如果不能及時轉移，發熱量的增加將使得器件溫度急速惡化，造成產品失效。
       液態金屬散熱技術于2011年開始進入大眾消費，但目前仍鮮有運用。
       液態金屬散熱，實質上屬于液冷范圍，熱量傳遞介質由常見的液冷中的水更換為液態金屬。液態金屬的導熱系數遠高于水，熱量可以快速被導出。先來感受下液態金屬的視覺效果：

      

      液態金屬散熱器與普通散熱器外觀并無區別：
  

      “液態金屬”，指的是一種不定型金屬，液態金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。金屬的物理性質比水活波很多，因此，這種方案實際上是提供了一種新的可能。從可靠性、成本、應用風險上講，液態金屬散熱確實還有不少問題，甚至從真正需求上來講，目前水冷散熱無法解決的場景并不多見，液態金屬散熱，也仍然只是將熱量傳遞到另外的空間拓展開來進行散熱，別處的散熱齒、風扇等仍無區別。而且，由于液態金屬的某些特性，翅片式換熱器的設計、電磁泵對單板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。

       當前，已經有系統的實驗揭示出室溫液態金屬具有可在不同形態和運動模式之間轉換的普適變形能力。比如，浸沒于水中的液態金屬對象可在低電壓作用下呈現出大尺度變形、自旋、定向運動，乃至發生液球之間的自動融合、斷裂-再合并等行為，且不受液態金屬對象大小的限制；較為獨特的是，一塊很大的金屬液膜可在數秒內即收縮為單顆金屬液球，變形過程十分快速，而表面積改變幅度可高達上千倍；此外，在外電場作用下，大量彼此分離的金屬液球可發生相互粘連及合并，直至融合成單一的液態金屬球；依據于電場控制，液態金屬極易實現高速的自旋運動，并在周圍水體中誘發出同樣處于快速旋轉狀態下的漩渦對；若適當調整電極和流道，還可將液態金屬的運動方式轉為單一的快速定向移動。研究表明，造成這些變形與運動的機制之一在于液態金屬與水體交界面上的雙電層效應。以上豐富的物理學圖景革新了人們對于自然界復雜流體、軟物質特別是液態金屬材料學行為的基本認識。這些超越常規的物體構象轉換能力很難通過傳統的剛性材料或流體介質實現，在人們思考這些特性可以用于構筑可變形智能機器的基本要素，為可變形體特別是液體機器的設計和制造開辟了全新途徑的同時，實質上液態金屬的這種強烈變形與自組合特性，也極其精恰地可以增強其移熱能力。可以說，當這些技術真正成熟時，液態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：

液態金屬百科介紹
液態金屬 第四代散熱器襲來
中國液態金屬變形技術獲突破 可用于液態機器人
中國科學家研發世界首個液態金屬“軟體動物”

對于液態金屬散熱的各種問題，歡迎大家討論。我們的考慮或擔憂，或許可以提示液態金屬散熱方案提供商展開有針對性研究。

哥厲害呀

液態金屬 關注的人越來越多了，新材料的發展也越來越快。

希望能看到更多的應用

將冷卻介質由水換成了金屬，不知其循環利用率多高。

本文摘錄至首頁：
http://www.93ssc.com/News/Liquid-Metal-730.html

液態金屬散熱最大的優勢在于熱導率很高，是水的40多倍。因此，液態金屬的對流換熱系數一般都能達到2萬以上，超過同樣工況下水冷5倍左右。目前，應用在高熱流密度的極端散熱領域效果很好。比如激光器，雷達等，但是普通民用還很難實現產業化，主要是因為成本太高。

液態金屬 發表于 2017-5-12 15:48
液態金屬散熱最大的優勢在于熱導率很高，是水的40多倍。因此，液態金屬的對流換熱系數一般都能達到2萬以上 ...

希望能大規模應用，產業化，把成本都降下來，民用也能上。

過來了解一下

他這個批量化不在于換熱器之類的設計，本身工質得特性帶來的高成本，靠批量化很難降下來。

液態金屬散熱器一般使用哪些金屬作為介質。