CN101935518A - 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途 - Google Patents

用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN101935518A
CN101935518A CN2010102200930A CN201010220093A CN101935518A CN 101935518 A CN101935518 A CN 101935518A CN 2010102200930 A CN2010102200930 A CN 2010102200930A CN 201010220093 A CN201010220093 A CN 201010220093A CN 101935518 A CN101935518 A CN 101935518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cnt
tube
carbon nano
nitric acid
nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010102200930A
Other languages
English (en)
Inventor
刘建影
张燕
王小静
范逸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI SHANG DA RUI HU MICROSYSTEM INTEGRATION TECHNOLOGY Co Ltd (SMIT LTD)
Original Assignee
SHANGHAI SHANG DA RUI HU MICROSYSTEM INTEGRATION TECHNOLOGY Co Ltd (SMIT LTD)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI SHANG DA RUI HU MICROSYSTEM INTEGRATION TECHNOLOGY Co Ltd (SMIT LTD) filed Critical SHANGHAI SHANG DA RUI HU MICROSYSTEM INTEGRATION TECHNOLOGY Co Ltd (SMIT LTD)
Priority to CN2010102200930A priority Critical patent/CN101935518A/zh
Publication of CN101935518A publication Critical patent/CN101935518A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液及其制备方法。该由水和经过化学处理的均匀悬浮于水中纳米碳管构成，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％。其制备方法是：将1～4g纳米碳管加入到装有65～90ml浓硝酸的烧杯里，超声振荡，使之充分浸泡；移入到烧瓶里，置入油浴加热直至浓硝酸沸腾，同时冷凝回流；加入去离子水，超声振荡、清洗数次，直到纳米碳管表面的pH值呈中性；将过滤的纳米碳管放入烘箱中干燥；将纳米碳管均匀悬浮于水中，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％，可得用于微通道冷却器的纳米流体冷却液。本发明的纳米流体冷却液不仅能显著提高微通道冷却器的散热性能，同时并未引起微通道进出口压力降的增大。

Description

用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途
技术领域
本发明涉及一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途，属于微通道散热技术领域。
背景技术
高密度集成电路(IC)技术的发展，在提高IC功能的同时，也带来了大功率。目前高密度IC的功率已达到30w/cm2。因此，研究高功率IC的散热变得十分重要。
微通道冷却器是用于微电子系统的一项新兴的高效散热技术。采用该技术，微通道直接制作在芯片背面，电路产生的热量由微通道中流过的冷却介质带走。因此微通道的冷却介质对微通道冷却器的散热非常重要。
本发明就是针对目前用于微通道冷却器的冷却介质散热性能不高，不能满足高密度集成电路对散热的要求而发明的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于微通道冷却器并能提高其散热性能的冷却液。
本发明的另一目的是提供一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液的制备方法。
本发明的又一目的是提供一种纳米流体冷却液在微通道冷却器上的用途。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液，由水和经过化学处理的均匀悬浮于水中纳米碳管构成，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％。
一般说来，未经处理的纳米碳管往往团聚成絮团状，纳米碳管相互缠连在一起。如果不经处理，纳米碳管在水中就不能很好的分散，更不能得到稳定的悬浮液。
一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液的制备方法，为了得到稳定的纳米碳管悬浮液，经过反复试验，本发明采用以下四个工艺步骤对纳米碳管进行化学处理，并最终获得了能在水中均匀悬浮且能形成稳定悬浮液的纳米碳管。
1.将1～4g纳米碳管样品加入到装有65～90ml浓硝酸(硝酸质量百分浓度为65％)的烧杯里，加盖密封，用超声搅拌机超声振荡3～5个小时，使之充分浸泡，并产生一些化学反应以溶解纳米碳管中可能伴随的杂质。
2.将烧杯中的纳米碳管和硝酸移入到烧瓶里，置入120～150℃油浴，加热直至浓硝酸沸腾，在烧瓶上同时设置冷凝回流装置，通上冷却水，同时冷凝回流，加热时间控制为3～5小时。冷凝回流可以使硝酸通过冷凝管返回回收参加反应以缩短工艺时间。在加热过程中，浓硝酸分解出的氮氧化物在冷凝管中上升。上升的过程中，温度渐渐降低，氮氧化物会和空气中的氧气及水反应生成硝酸回流。同时，冷凝回流可以减少排放于环境的污染物。此外，在这一工艺过程中，油浴温度是一个很重要的工艺参数，我们试验确定油浴温度取120～150℃。油浴加热可以提高浓硝酸的氧化性能，促进纳米碳管表面的氧化。整个过程在通风橱中进行。
3.取出烧瓶中的纳米碳管和硝酸，放入另一烧杯中，加入去离子水，超声振荡25～40分钟，进行清洗。然后用滤纸将纳米碳管滤出。重复振荡清洗和过滤的过程，直到纳米碳管表面的pH值呈中性。
4.将过滤得到的纳米碳管(CNT)放入烘箱中，120℃干燥10～14小时，即获得化学处理后的纳米碳管样品。
5.将化学处理过的纳米碳管均匀悬浮于水中，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％，可制得用于微通道冷却器的纳米流体冷却液。
所述的纳米流体冷却液用于微通道冷却器的散热。
本发明优点在于采用了化学处理的方法使得纳米碳管能均匀悬浮于水中，从而制备成能用微通道冷却系统的冷却液。为了测试所制备纳米流体的散热性能，基于一个硅散热片的微通道冷却器，我们对该微通道冷却器的散热进行了测试，并与用水作冷却液的情况进行了比较。测试结果证明这种纳米流体冷却液能显著提高微通道冷却器的散热性能，同时不会引起微通道进出口压力降的增大。
附图说明
图1本发明制备纳米流体冷却液所用的纳米碳管的SEM照片。
图2本发明制备获得的纳米流体在放置一个小时后的照片。
图3是用来测试纳米流体散热性能的硅微通道散热片的SEM图像。
实施例1
本实施例中，采用上述化学处理方法对纳米碳管进行处理，具体步骤如下：
1.首先，将2g纳米碳管样品加入到装有80ml浓硝酸(硝酸质量百分浓度为65％)的烧杯里，加盖密封，用超声搅拌机超声振荡4个小时，使之充分浸泡，并产生一些化学反应以溶解纳米碳管中可能伴随的杂质。
2.然后，将烧杯中的纳米碳管和硝酸移入到烧瓶里，置入140℃油浴，加热直至浓硝酸沸腾，在烧瓶上同时设置冷凝回流装置，通上冷却水，同时冷凝回流，加热时间控制为4小时。冷凝回流可以使硝酸通过冷凝管返回回收参加反应以缩短工艺时间。在加热过程中，浓硝酸分解出的氮氧化物在冷凝管中上升。上升的过程中，温度渐渐降低，氮氧化物会和空气中的氧气及水反应生成硝酸回流。同时，冷凝回流可以减少排放于环境的污染物。此外，在这一工艺过程中，油浴温度是一个很重要的工艺参数，我们试验确定油浴温度取140℃。油浴加热可以提高浓硝酸的氧化性能，促进纳米碳管表面的氧化。整个过程在通风橱中进行。
3.取出烧瓶中的纳米碳管和硝酸，放入另一烧杯中，加入去离子水，超声振荡30分钟，进行清洗。然后用滤纸将纳米碳管滤出。重复振荡清洗和过滤的过程，直到纳米碳管表面的pH值呈中性。
4.最后，将过滤得到的CNT放入烘箱中，120℃干燥11小时，即获得化学处理后的纳米碳管样品。
将一定量化学处理过的纳米碳管均匀悬浮于水中，制备成纳米碳管重量分数为2％的纳米流体冷却液。通过使用自行搭建的闭环微通道冷却测试系统对室温下纳米碳管冷却液的散热情况进行测试可知，2％重量分数的纳米流体冷却液与纯水冷却液相比，其微通道散热系统的散热效率提高了6.6％。
实施例2
本实施例中采用实施例1中的方法对纳米碳管进行处理，然后将一定量的处理过的纳米碳管悬浮于水中，制备成纳米碳管重量分数为6％的纳米流体冷却液。通过使用自行搭建的闭环微通道冷却测试系统对室温下纳米碳管冷却液的散热情况进行测试可知，6％重量分数的纳米流体冷却液与纯水冷却液相比，其微通道散热系统的散热效率提高了12.4％。

Claims (3)

1.一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液，由水和经过化学处理的均匀悬浮于水中纳米碳管构成，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％。
2.一种如权利要求1所述的用于微通道冷却器的纳米流体冷却液的制备方法，其特征在于该方法具有以下的工艺过程和步骤：
(1)将1～4g纳米碳管样品加入到装有65～90ml浓硝酸(硝酸质量百分浓度为65％)的烧杯里，加盖密封，用超声搅拌机超声振荡3～5小时，使之充分浸泡；
(2)将烧杯中的纳米碳管和硝酸移入到烧瓶里，置入120～150℃油浴，加热直至浓硝酸沸腾，在烧瓶上同时设置冷凝回流装置，通上冷却水，同时冷凝回流，加热时间控制为3～5小时；
(3)取出烧瓶中的纳米碳管和硝酸，放入另一烧杯中，加入去离子水，超声振荡25～40分钟，进行清洗；然后用滤纸将纳米碳管滤出，重复振荡清洗和过滤的过程，直到纳米碳管表面的pH值呈中性；
(4)将过滤得到的纳米碳管放入烘箱中，120℃干燥10～14小时，即获得化学处理后的纳米碳管样品；
(5)将化学处理过的纳米碳管均匀悬浮于水中，其中纳米碳管的重量分数是从2％到10％，可制得用于微通道冷却器的纳米流体冷却液。
3.如权利要求书1所述的纳米流体冷却液用于微通道冷却器的散热。
CN2010102200930A 2009-11-03 2010-06-25 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途 Pending CN101935518A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102200930A CN101935518A (zh) 2009-11-03 2010-06-25 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910198195 2009-11-03
CN200910198195.4 2009-11-03
CN2010102200930A CN101935518A (zh) 2009-11-03 2010-06-25 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101935518A true CN101935518A (zh) 2011-01-05

Family

ID=43389093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102200930A Pending CN101935518A (zh) 2009-11-03 2010-06-25 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101935518A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103215015A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 中国科学院青海盐湖研究所 硅酸镁锂基纳米流体及其制备方法
CN103487459A (zh) * 2013-10-15 2014-01-01 北京大学 一种微尺度液冷器散热性能测试系统及其测试方法
CN104559946A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 赤峰盛森硅业科技发展有限公司 一种纳米防冻液及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUAQING XIE ET AL.: "《Nanofluids containing multiwalled carbon nanotubes and their enhanced thermal conductivities》", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *
张燕等: "《采用纳米流体的微通道冷却器散热特性研究》", 《第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会文集》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103215015A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 中国科学院青海盐湖研究所 硅酸镁锂基纳米流体及其制备方法
CN103215015B (zh) * 2013-04-23 2015-10-21 中国科学院青海盐湖研究所 硅酸镁锂基纳米流体及其制备方法
CN103487459A (zh) * 2013-10-15 2014-01-01 北京大学 一种微尺度液冷器散热性能测试系统及其测试方法
CN103487459B (zh) * 2013-10-15 2016-04-06 北京大学 一种微尺度液冷器散热性能测试系统及其测试方法
CN104559946A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 赤峰盛森硅业科技发展有限公司 一种纳米防冻液及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104129780B (zh) 石墨烯薄膜及其制备方法
Zeinali Heris et al. Heat transfer performance of two-phase closed thermosyphon with oxidized CNT/water nanofluids
TWI642814B (zh) 多孔吸液芯及其製備方法
US11840450B2 (en) Hydrogen production apparatus, hydrogen production method, silicon fine particles for hydrogen production, and production method for silicon fine particles for hydrogen production
CN101061261A (zh) 硫酸循环型清洗系统以及硫酸循环型过硫酸供给装置
CN101935518A (zh) 用于微通道冷却器的纳米流体冷却液、其制备方法及用途
Harikrishnan et al. Preparation and thermophysical properties of water–glycerol mixture-based CuO nanofluids as PCM for cooling applications
CN102689018A (zh) 纳米银线材料的生产方法
CN104668551A (zh) 一种用作热界面材料的双峰分布纳米银膏及其制备方法
Sriharan et al. A review on thermophysical properties, preparation, and heat transfer enhancement of conventional and hybrid nanofluids utilized in micro and mini channel heat sink
CN113230681B (zh) 一种用于液膜沸腾的复合微腔多孔曲面微通道结构及其制备方法
CN105664955A (zh) 一种铜锌金属共掺杂的碳量子点的制备方法
CN109108524B (zh) 一种金刚石-纳米银焊膏导热材料及其制备方法
Alfian et al. THE EFFECT OF ZNO/CUO-WATER-HYBRID NANOFLUID CONCENTRATION RATIO ON HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS IN ELECTRONIC EQUIPMENT COOLING SYSTEMS
CN107365571B (zh) 碳管纳米流体的制备工艺及微通道传热工质
CN103014875A (zh) 一种人造蓝宝石薄片的处理方法
Ong et al. Rice Husk Nanosilica Preparation and Its Potential Application as Nanofluids
CN108929660B (zh) 一种组合物及其制备纳米流体的方法
CN107057694A (zh) 一种不饱和金属掺杂的碳量子点及其制备方法
CN110106551B (zh) 一种铜纳米线及其制备方法
CN101058725A (zh) 化学腐蚀法制备3C－SiC纳米颗粒的方法
CN106767062B (zh) 纳米表面铜基脉动热管
CN113087049A (zh) 一种利用纳米流体消除温度极化的海水淡化装置
CN104927787A (zh) 一种等离激元纳米流体及其制备方法
JP3781106B2 (ja) 太陽電池用シリコン基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110105