브리징 액적 열 다이오드 냉각 기술

최근 미국 버지니아공과대학 기계공학부 연구진은 증기챔버 2상 열전도 원리를 활용해 기존보다 100배의 열전도 효과를 갖는 평면형 브리징 액적 열다이오드를 개발했다. Boreyko 팀은 평면 브리지 액적 열 다이오드의 단방향 열 전달 특성이 전자 장치, 항공기 및 우주선의 지능형 열 관리를 달성하는 데 도움이 되고 데이터 센터 및 우주 장비의 열 관리를 위한 새로운 방법으로 사용될 수 있기를 바라고 있습니다.

Boreyko 팀은 작은 간격으로 분리된 밀폐된 환경에서 두 개의 구리판을 사용하여 열 다이오드를 만들었습니다. 첫 번째 보드는 심지 구조를 채택하여 물을 유지하고, 다른 보드는 방수(소수성) 층으로 코팅됩니다. 심지 표면의 물은 가열되어 증기로 증발합니다. 증기가 좁은 틈을 통과할 때 냉각되어 소수성 측에 물방울로 응축됩니다. 이 물방울이 틈을 "닫을" 만큼 커지면 흡입 코어로 다시 빨려 들어가고 과정이 다시 시작됩니다.

실제 적용에서 평면 브리징 액적 열 다이오드의 빠른 단방향 열 전도 원리는 CPU 칩과 같은 전자 장치의 열원을 빠르게 덮을 수 있는 평판 히트 파이프(증기 챔버라고도 함)의 원리와 동일합니다. 열을 제거하고 작동 온도 제한을 초과하여 칩에 열이 축적되는 것을 방지하며 전자 장치의 안전한 작동을 보장합니다.

소수성 판 반대편의 흡수성 판에 열이 가해지면 증기는 소수성 판에 응축되어 초소수성 표면에서 튀어오르고 뭉치게 됩니다. 물방울은 틈새를 덮고 액체 흡수 코어 플레이트에 의해 다시 흡입되어 중단 없는 2상 열 전달을 유지합니다. 열원이 소수성 측에 위치하는 경우, 흡입 코어에 물이 여전히 갇혀 있기 때문에 이 장치는 증기를 생성하지 않습니다. 이것이 바로 이 장치가 한 방향으로만 열을 전도할 수 있는 이유입니다.