[논문]금속박판 접합용 고분자화합물시트를 이용한 박형 히트파이프 내압성 및 유효열전도율 평가에 관한 연구

유병석; 김정훈; 김동규

doi:10.21289/ksic.2021.24.4.509

금속박판 접합용 고분자화합물시트를 이용한 박형 히트파이프 내압성 및 유효열전도율 평가에 관한 연구
A Study on the Evaluation of Pressure Resistance and Effective Thermal Conductivity of Thin Heat Pipes Using Polymer Compound Sheets for Bonding Metal Thin Plates 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.24 no.4/2, 2021년, pp.509 - 515

유병석 (부경대학교 기계조선융합공학과) , 김정훈 (아리투스 주식회사) , 김동규 (부경대학교 기계조선융합공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, a pressure vessel for a heat pipe was fabricated by bonding a metal thin film using a polymer compound sheet. In order to confirm the applicability of the experimentally manufactured copper material thin heat pipe of 0.6 mm or less, the pressure resistance and effective thermal conductivity for pressure generated according to the type of the working fluid of the heat pipe were evaluated to suggest the commercialization potential of the thin heat pipe. As a result of evaluating the pressure resistance and effective thermal conductivity performance of the thin heat pipe, the following conclusions were drawn. 1) Using a PEEK-based polymer compound sheet, it was possible to fabricate a pressure vessel for a thin heat pipe with a pressure resistance of up to 1.0 MPa by bonding a copper thin film, and the possibility of commercialization was confirmed at a temperature below 120 ℃. 2) In the case of the effective thermal conductivity performance evaluation test, the effective thermal conductivity of ethanol was higher than that of FC72 and Novec7000, and in the case of ethanol, the maximum effective thermal conductivity was 2,851 W/mK at 3.0 W of heating.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1 Materials for pressure container for thin heat pipe
그림 Fig. 2 Schematic diagram of lamination of specimens for bonding
그림 Fig. 3 Pressure container for thin heat pipe after bonding by polymer compound sheet
표 Table 1. Polymer compound sheet properties
그림 Fig. 4 Device schematic for leak test
표 Table 2. Specification of digital press gauge
그림 Fig. 5 Effective thermal conductivity test device
그림 Fig. 6 Temperature measurement point
표 Table 3. Specification of power-meter and data logger
그림 Fig. 7 Time variation of the pressure applied in the pressure container
그림 Fig. 8 Effective thermal conductivity of heat pipe according to type of working fluid
표 Table 4. Specimen thickness measurement result

AI 본문요약
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성능/효과

1) PEEK계 고분자화합물 시트를 사용하여 구리 박판의 접합으로 1.0MPa까지의 내압성을 가지는 박형 히트파이프용 압력 용기의 제작이 가능하였고, 120℃ 이하 온도에서 상용화 가능성을 확인하였다.
2) 유효 열전도율 성능 평가시험의 경우 에탄올의 유효 열전도율이 FC72와 Novec7000보 다 높은 것으로 나타났고, 에탄올의 경우가 열량 3.0W에서 유효열전도율이 2,851W/mK으로 최대로 나타났다.
0MPa까지 단계적으로 변화시킨 헬륨 가스의 가압 누설 실험에서 헬륨 가스의 누설이 없었고, 마지막 부분에서 발생한 압력의 변동은 헬륨 가스가 용기내로 공급되는지를 확인하기 위 해 구멍을 냈을 때의 압력변동을 나타낸 것이다. 따라서 미세 채널이 가공된 상하의 구리 박판을 PEEK계의 고분자화합물 시트로 접합한 박형 히트 파이프용 압력 용기는 120℃ 이하의 온도에서 사용할 수 있는 충분한 내압성을 가지는 것으로 나 타났다.

후속연구

3) 향후 유효 열전도율 성능 평가시험에서 박형 히트파이프용으로 적합한 것으로 나타난 에탄올에 대하여 최적 봉입량에 따른 전열성능 비교 및 고상접합이 힘든 알루미늄 박판을 사용한 박형 히트파이프의 접합 가능성에 대한 추가연구가 필요하다고 사료된다.

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