液态金属高性能冷却技术:发展历程与研究前沿

杨小虎^1,2, 刘静^1,2,3

1. 中国科学院理化技术研究所, 中国科学院低温工程学重点实验室, 北京 100190;
2. 中国科学院大学未来技术学院, 北京 100049;
3. 清华大学生物医学工程系, 北京 100084

摘要 "热障"问题已经成为阻碍高端电子芯片和光电器件向更高性能发展的重要挑战，发展高性能芯片冷却和热管理技术迫在眉睫。作为一大类新兴的热管理材料，液态金属在对流冷却、热界面材料、相变热控等领域均带来了观念和技术上的巨大革新，打破了传统冷却技术的性能极限，给大量面临"热障"难题的器件和装备的冷却提供了全新解决方案，有望在国防、航空航天、能源系统及民用电子设备等领域的冷却与热管理系统中发挥重要作用。本文回顾了液态金属先进冷却技术的发展历程，主要包括液态金属对流冷却技术、液态金属热界面材料、液态金属（低熔点金属）相变储能与热控技术、基于液态金属的复合冷却技术等；梳理了液态金属冷却技术中的关键科学与技术问题和面临的挑战。

关键词 ： 液态金属,  芯片冷却,  高热流密度,  双流体,  热界面材料,  相变材料,  组合传热学

（责任编辑　王志敏）

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