[0029] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0030] 如图1所示，一种真空腔均热板，包括固定在一起的盖板1和底板3，底板3和盖板1之间形成一个密封的真空腔2；真空腔2内设有相变传热工质11；盖板1内表面设有阵列式曲面沟槽4(如图3(a)、图3(b)、图3(c)和图3(d)所示)，且盖板内表面设有超疏水涂层5；盖板1内表面作为冷凝层10；底板3黏附于电子元器件表面；底板3作为受热层7；底板3内表面设有多孔吸水介质6，多孔吸水介质6所在区域作为储水层8；储水层8与冷凝层10之间空间为蒸发层9。
[0031] 盖板1内表面的超疏水涂层具有微纳米结构，通过固结固体粒子的方式以保持微纳米结构不发生改变。该微纳米结构为二级结构(Two-tier)，即微柱内部还包含了碳纳米管的结构。
[0032] 多孔吸水介质6为烧结铜粉形成，所述铜粉的平均粒径小于60μm。多孔吸水介质6的超亲水结构能够增强对相变传热工质的毛细作用力，提高对回流相变传热工质的吸收率。
[0033] 盖板1和底板3的材料选用铜。
[0034] 相变传热工质为一元流体或多元流体。一元流体可以是去离子水、丙酮、甲醇或乙醇，多元流体可以是去离子水和乙醇的混合液、去离子水和丙二醇的混合液或去离子水、乙二醇和辛醇的混合液，多元流体中各组分含量不同。相变传热工质在大部分工况下具有较高的品质因数(Figure of merit)，有助于提高均热板性能。真空腔中相变传热工质的充液率为40％-60％，真空腔2能在常温状态下保持接近真空状态。
[0035] 如图2所示，本实施例相变传热工质采用去离子水，盖板内表面进行超疏水涂层5处理后，超疏水涂层5处形成的去离子水液滴与超疏水涂层之间的表观静态接触角约为120°左右，这是由于本实施例中超疏水涂层5处形成的去离子水液滴直径大约为100μm，体积相对较大，受重力作用的影响，接触角较小；相变传热工质采用上述其它一元流体或多元流体时，均热板在实际工作过程中，稳定状态下，蒸发后在超疏水涂层5处形成的冷凝液滴尺寸会比本实施例中小(变化范围一般为10-102μm)，相应地，冷凝液滴与超疏水涂层的静态接触角较大(变化范围一般为150°-180°)，能充分达到超疏水状态。
[0036] 如图3(a)、图3(b)、图3(c)和图3(d)所示，阵列式曲面沟槽4包括阵列排布的多个槽口；槽口的侧壁为斜面或曲面，且槽口的底部横截面积小于顶部横截面积；槽口呈正四棱台形、正三棱锥形、半球形或圆锥形。相变传热工质液滴在盖板1的超疏水涂层表面进行蒸发冷凝，蒸发冷凝后的多个液滴借助重力的作用下沿着槽口的侧壁汇聚到槽口内，实现液滴的合并诱导，完成自弹跳行为。
[0037] 该真空腔均热板的散热过程如下：
[0038] 将底板3粘附于电子元器件(比如CPU)表面；电子元器件发热时，底板底部受热，多孔吸水介质6中的液态相变传热工质受热蒸发到达蒸发层9，在真空腔2内上升至真空腔2顶部，到达盖板1的冷凝层10，冷凝层10表面为超疏水涂层，相变传热工质蒸气在超疏水涂层冷凝成相变传热工质液滴，各相变传热工质液滴在重力作用下通过阵列式曲面沟槽的斜面或曲面侧壁加快与周围相变传热工质液滴聚合，并诱导自推进弹跳行为；聚合后所受重力大于粘附力的液滴便脱离盖板1，并在重力作用下加速回到多孔吸水介质6中，从而完成传热循环过程。
[0039] 该真空腔均热板的制造方法，具体包括以下步骤：
[0040] 步骤一、制备底板3和多个盖板1，盖板1和底板3的制备过程均为铜板冲压成型；
[0041] 步骤二、在底板3上覆盖一层铜粉，铜粉的平均粒径小于60μm，然后将覆盖铜粉的底板3放入800-1000℃(本实施例采用900℃)的锅炉内烧结，冷却后底板3上形成多孔吸水介质，此介质具有较高的亲水性，形成超亲水表面。
[0042] 步骤三、在各盖板1内表面开设选好槽口形状的阵列式曲面沟槽，再在各盖板1内表面涂上不同几何(平面或丘壑状)性质和分布(位置或稀疏程度)特征的超疏水涂层，选好相变传热工质进行各盖板1内表面液滴冷凝试验，观测各盖板1内表面非均一尺寸液滴(液滴非等直径)合并诱导自推进过程，然后采用介观模拟方法研究自推进过程中超疏水涂层上液滴动力学行为，分析超疏水涂层对合并诱导自推进过程中不同模态(自推进弹跳、自推进扫掠和非运动性合并)下动力学行为间的参数边界(液滴尺寸分布、合并液滴数目和液滴间相对尺寸)的影响，总结超疏水涂层表面传热性能变化规律，得出液滴的能量分配规律，最终选取出传热性能变化规律满足所采用相变传热工质预设要求的、液滴最大弹跳速度达到液滴特征速度60％以上的高传热超疏水涂层所具有的几何性质和分布特征，进而选定任意一块涂有满足要求的超疏水涂层的盖板进入下一步。
[0043] 其中，观测各盖板1内表面非均一尺寸液滴(液滴非等直径)的合并诱导自推进过程具体是：借助光学显微镜和环境扫描电子显微镜对超疏水涂层表面进行观测，并用高速相机拍摄液滴自推进弹跳和跃出超疏水涂层表面的瞬间，对所拍摄图片进行系统性归纳，提取液滴弹跳速度和特征速度(也称临界弹跳速度，即液滴表面能全部转化为液滴动能时液滴具有的弹跳速度)，推导液滴运动速度与超疏水涂层的几何性质和分布特征的内在联系。
[0044] 其中，本发明采用的介观模拟方法第一步是基于光滑耗散粒子动力学(SDPD)方法建立热传导模型，具体如下：由于涉及气体、液体和固体三相，因此需要对气液、液固界面分别进行设置，气液界面采用多体势能(Many-body Potential)描述气液粒子的相互作用，液固界面采用Bell-shaped权函数法和三线性权函数法描述液固粒子的相互作用，根据不同界面的设置参数和边界条件，得出固体壁面、液滴和周围气体三相之间相互关联的热传导模型。采用光滑耗散粒子动力学(SDPD)方法能将超疏水涂层的微纳米结构视为理想的圆柱或者方柱结构，通过粗粒化过程，将微纳米结构处的若干分子合为光滑耗散粒子，再通过固结光滑耗散粒子的方式以保持微纳米结构不发生改变。热传导模型建立后，将热传导模型导入求解器，进行求解计算。计算完成后，对计算结果进行后处理，提取液滴尺寸分布情况和三相表面静态接触角参数，提取三相表面静态接触角参数时考虑接触角迟滞；由于合并诱导自推进运动分为自推进弹跳、自推进扫掠和非运动性合并，需要利用热传导过程中能量守恒推导从非运动性合并到自推进弹跳、非运动性合并到自推进扫掠和自推进弹跳到自推进扫掠过程中单位质量液滴的各项能量随液滴半径的变化曲线；然后保持提取观察的液滴总体积不变，在计算结果后处理中获取液滴平动动能和弹跳速度随合并液滴数目的变化曲线，研究液滴合并数目对液滴弹跳的影响。接着，保持液滴发生合并前的总数目不变，在计算结果后处理中考虑液滴最集中分布位置和液滴最分散分布位置，获取液滴平均弹跳速度和最大弹跳速度，研究液滴间相对尺寸分布对液滴弹跳的影响。最后将模拟分析得到的液滴平均弹跳速度和最大弹跳速度与液滴冷凝试验中观测到的液滴弹跳速度平均值和最大值进行对比，从而修正热传导模型，最终得到液滴合并释放的表面能与液滴动能之间的转化关系。
[0045] 步骤四、在步骤三选定的盖板1两侧开设两个通孔后，将盖板1与底板3固定；然后，将位于不同侧的两个通孔与两个金属管道分别连通，且其中一个金属管道与真空泵通过连接管连接，另一个金属管道与三通控制阀的一个口通过连接管连接，三通控制阀的其余两个口分别与注射器和真空压力表通过连接管连接；先控制三通控制阀连通注射器和底板3与盖板1之间的空腔，通过注射器向底板3和盖板1之间的空腔内注射液体。注射量达到设置的相变传热工质充液率后，控制三通控制阀连通真空压力表和底板3与盖板1之间的空腔；接着，启动真空泵，开始抽取底板3和盖板1之间的空腔内空气，当真空压力表读数达到-
0.08MPa时，关闭真空泵，将盖板1上与真空泵连接的那个金属管道进行封口，再移除真空泵。然后，通过热源对底板3进行加热，并采用散热器对底板3进行散热，从而反馈调节底板3和盖板1之间的空腔内压力，当底板3和盖板1之间的空腔内压力达到相变传热工质的临界气液相变压力时，停止加热，此时底板3和盖板1之间的空腔内气体(比如氮气等)被挤压到连接金属管道与三通控制阀的连接管内；最后，将盖板1上与三通控制阀连接的金属管道进行封口，再移除三通控制阀、真空压力表和注射器，这些被挤压到与三通控制阀连接的连接管内的没用气体便被排出底板3和盖板1之间的空腔外。此时，底板3和盖板1之间的空腔视为达到真空状态，形成真空腔。
[0046] 通过测量底板3的表面温度分布情况得到散热效率，能验证本发明采用超疏水涂层和阵列式曲面沟槽的增强传热效果。当然，为了进一步验证采用超疏水涂层和阵列式曲面沟槽的增强传热效果，也可以设置无超疏水涂层和阵列式曲面沟槽的真空腔均热板、有超疏水涂层无阵列式曲面沟槽的真空腔均热板、无超疏水涂层有阵列式曲面沟槽的真空腔均热板三个对照组进行实验，三个对照组同样通过测量底板3的表面温度分布情况得到散热效率，且三个对照组的真空腔均热板实验时热源输入功率均与本发明真空腔均热板实验时热源输入功率一致，从对照实验便能明显看出采用超疏水涂层和阵列式曲面沟槽的增强传热效果。
