人生的精彩在于不确定性的星辰大海,而产品的尊严在于确定性的毫厘不差。对于均温板中的“水量”也是如此,它直接关系到其导热性能。这里的“水量”实际指工作流体总量,超纯水是常用工质之一。计算核心在于确保工作流体在最大热负荷下能维持稳定的蒸发-冷凝循环,同时避免干涸或液体堵塞蒸汽道。
明确核心目标:
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- 提供足够的液体在蒸发区(热源处)持续蒸发吸热。
- 提供足够的蒸汽空间让蒸汽高效扩散到冷凝区。
- 确保毛细结构能被充分浸润,产生足够的毛细力驱动冷凝液回流。

蒸汽的密度小,所以在计算水量的时候,蒸汽通道的蒸汽没有加到理论水量计算中,理论水量计算时公式为:
M(理论注液量)=V(毛细结构总体积)* ε(孔隙率)*ρ(纯水密度)
蒸发面毛细结构有效表面积S1=10000mm2, 毛细结构厚度T1=0.6mm
冷凝面 毛细结构有效表面积10000mm2,毛细结构厚度T2=0.4mm
M(理论水量)=(S1*T1+S2*T2+3000)*50%*1000 kg/m³(纯水密度)=6.5g(计算需要注意单位的一致性)
很多时候理论水量和实际的水量存在波动,在于以下几个原因:
第一,理论水量计算是理想模型,没有考虑铜粉烧结的收缩率,所以一般体积会偏大,算出来的数值会偏大。
第二,大部分孔隙率是随铜粉供应商给定参数,实际在产品烧结完成后的孔隙率比较少有人在做实验求证。
第三,各家填粉振动频率,时间,烧结时恒温温度,时间等都有差异, 实际出来的收缩率,孔隙率,影响水量的参数都不一定在一个标准值上。
理论水量本身只是参考值,不需要太纠结严谨性,只要给定了一个值参考, 就有方法找出更合适的水量,我们对理论水量应该抱有的态度是,它给定了一个让我们缩小和目标的差距值。
回顾以上分析,不难发现,理论计算和实际的差异在于产线的制程变异,换一个思路反推,找出实际的孔隙率(实际含水量),就找出来实际的“理论水量”。核心思路:通过测量烧结样品在干燥状态和饱和吸水状态下的质量变化,计算出产品实际含水量。
实验步骤
初始质量 (W1):精确称量烧结的后样品质量 W1 (g)。
真空吸水后质量 (W2):将烧结后的样品完全浸没于纯水中。对浸没体系抽真空,持续 15~20 分钟,以排出孔隙内的空气。在维持负压的条件下,静置样品约 30 分钟,确保水充分浸润并填充可进入的孔隙。小心取出饱和吸水后的样品。用湿润的无绒布或滤纸 快速、轻柔且一致地 拭去样品表面的游离水(仅去除附着在宏观表面的水滴,避免吸出孔隙内的水)。立即精确称量其饱和含水状态下的总质量 W2 (g)。

含水量计算:
M(该产品毛细结构实际含水量)=W2-W1
实际含水量的意义
第一,找出更精准的“理论水量”
第二,实验样品基数的曲线分布,可以验证制程的稳定性
第三,优化及找出理论计算的差异规律
生活需要不确定性的挑战赋予激情,而产品需要稳定性的根基确保价值。人生因未知而充满探索的意义,但工业制造却以确定性为生命——正如水量之均温板:唯有在波动中锚定工艺参数,才能于混沌中锻造出可靠的性能。
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