L-半胱氨酸处理铜基吸液芯亲水工艺与机理研究OA北大核心CSTPCD

目的研究L-半胱氨酸浸渍处理工艺对铜基表面亲水性能的影响,并采用获得的最优工艺处理吸液芯来实现表面改性,提高吸液芯毛细能力,从而优化均热板的传热效率。方法设置温度、时间、浓度进行三因素五水平正交实验;利用接触角测量仪测定测试样品与水之间的接触角;使用相同时间内水在吸液芯层垂直爬升高度来表征毛细攀升能力;用扫描电子显微镜(SEM)观察处理前后吸液芯微观形貌,用能谱仪(EDS)研究吸液芯处理前后表面元素变化情况,用X射线光电子能谱(XPS)研究处理前后吸液芯表面元素价态变化,用测温平台测量处理前后吸液芯制成的均热板热阻。结果正交实验反映了浓度、时间、温度对处理后的铜板与水的接触角影响力,浓度最高,温度最低;L-半胱氨酸处理后的吸液芯毛细能力提高了约40%;吸液芯处理前后的微观形貌发生显著变化;XPS显示S峰结合能向低结合能方向发生偏移,部分铜由1价转化成2价;处理后的试样在相同功率条件下,与处理前相比,在传热效率方面表现出显著的温差优势,其极限传热功率提升约200 W。结论L-半胱氨酸浸渍处理铜基能明显提高铜表面亲水性,使用最佳工艺能够提高均热板吸液芯的毛细能力,从而提高均热板的传热性能。