工艺参数对具有梯度孔隙度的冷冻铸造镍芯吸材料性能的影响

芯吸材料是环路热管系统的核心部件，冷却液体通过其多孔结构流动。它们通常由产生毛细力以输送液体的主芯吸材料和持续被冷却液体润湿的次芯吸材料组成。传统上，两种芯吸材料分别制造后再连接，从而形成降低液体传输效率的界面。为克服此问题，本文提出并通过冷冻铸造法一次性成功制造了梯度多孔芯吸材料。研究了两种不同分散剂KD4和硬脂酸对工艺参数、最终孔径与形貌以及毛细性能的影响。通过在定向凝固过程中施加不同的热梯度和凝固前沿速度，获得了多种梯度孔隙度。基于樟脑的NiO悬浮液的流变表征使用旋转粘度计完成。最终孔径与形貌通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜和X射线计算机断层扫描进行表征。使用硬脂酸改善了颗粒稳定性并生成等轴孔隙结构的孔径增大，而商用分散剂KD4在较低热梯度下呈现枝晶状孔隙形貌。