一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件及制备方法

技术领域

本发明属于传热器件领域，涉及一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件及制备方法。

背景技术

随着电子器件功率的增加，可拉伸电子器件的热管理变得越来越重要。可拉伸电子器件的热管理主要是对可拉伸电子器件进行传热处理。传热处理过程中，气液相变的传热器件具有卓越的热传输性能，在传热器件选择时，被广泛用于现代电子产品中。

例如，专利CN108613576A提及一种柔性双向导热管，采用的技术方案为：①一种柔性双向导热管，包括软管，软管的两端分别设置有一导热密封板，软管内设置有若干均匀排列的导热单元体，导热单元体包括金属管，金属管的两端分别设置有导热金属板，两导热金属板之间设置有虹吸块，虹吸块位于金属管内，由导热金属板和金属管形成的密封空腔内填充低沸点介质。②一种柔性双向导热管，包括软管，软管的两端分别设置有导热密封板，软管内设置有若干间隔排列金属隔板，相邻两金属隔板之间设置有虹吸块；由软管和金属隔板形成的密封空腔内填充低沸点介质。

上述为柔性可拉伸的传热器件，可以适用于可拉伸电子器件。由于柔性材料具有低杨氏模量和高透气率的特点，不凝性气体向传热器件内渗透，气化的低沸点介质向传热器件外的渗透，以上方案采用的导热密封板无法在拉伸变形状态下进行有效的隔气封装，降低了传热器件的有效热导率。

因此，探究用于柔性可拉伸传热器件隔气封装技术，设计长期稳定有效的柔性可拉伸传热器件是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件及制备方法。可以具有较好的拉伸效果，并保持可拉伸传热器件的传热性能稳定性，提高其使用寿命。

第一方面，本发明提供一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件，包括：外壳和内芯，可气液相变的工作液在内芯中传输，进行连续相变热传递，液态金属注入外壳与内芯之间的间隙，对内芯隔气密封；

外壳与内芯均柔性可拉伸。

进一步的，外壳、内芯的材质为橡胶、凝胶中的至少一种，液态金属为镓基液态金属、铟基液态金属、铋基液态金属中的一种。

进一步的，内芯的前端和后端通过气体通道和液体通道连通，前端为加热端，工作液由液相转变为气相，气相工作液通过气体通道传输到后端，后端为冷凝端，工作液由气相转变为液相，液相工作液通过液体通道传输到前端。

进一步的，可拉伸传热器件尺寸、内芯尺寸与可拉伸传热器件的热导率满足以下关系：

其中，k为可拉伸传热器件的热导率，Q为输入加热端的加热功率，L

进一步的，液体通道为吸液芯片，吸液芯片设置在内芯中，内芯内表面设置贯通吸液芯片的第一支撑阵列。第一支撑阵列包括沿长度方向延伸的长方支撑体和分布在长方支撑体宽度方向两侧的圆柱支撑体，长方支撑体在内芯宽度方向中心位置，圆柱支撑体的底面直径小于高度，长方支撑体的宽度小于高度。长方支撑体和圆柱支撑体均柔性可拉伸。

进一步的，柔性可拉伸器件还包括贴合在内芯上下外表面的第一导热片和第二导热片，内芯的前端和后端均设有第一导热片和第二导热片，第一导热片、第二导热片和内芯前端形成加热端，第一导热片、第二导热片和内芯后端形成冷凝端。

进一步的，与第二导热片贴合的内芯外表面对应设置开口部，第二导热片为设有凸台的导热凸片，导热凸片的凸台位于开口部内。

进一步的，外壳内表面设有朝向内芯的第二支撑阵列。第二支撑阵列为呈阵列图案排布的刚性支撑体，刚性支撑体的形状为球体、椭球体、圆柱体、立方体、长方体中的至少一种。

进一步的，第二支撑阵列为若干等间距排布的球体形支撑体。

第二方面，本发明还提供一种制备上述的基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件的方法，包括如下步骤：

1)采用柔性可拉伸材质，制备内芯；

2)制备柔性可拉伸的外壳；

3)封装外壳和内芯，向外壳和内芯之间的间隙注入液态金属，对内芯隔气密封；

4)向内芯充入工作液，得到液态金属封装的柔性可拉伸传热器件。

进一步的，步骤4)之后，柔性可拉伸传热器件在拉伸10％状态下，热导率不低于309W/(m·K)。

本发明提供的一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件及制备方法，至少包括如下有益效果：

在柔性可拉伸传热器件的外壳与内芯之间填充液态金属，使柔性可拉伸传热器件在拉伸条件下具有稳定的传热效果和较高的热导率。填充的液态金属也可以很好的阻隔柔性可拉伸传热器件的工作液向外和不凝性气体向内的渗透。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件的结构示意图；

图2为本发明提供的某一实施例的内芯的端部示意图；

图3为本发明提供的某一实施例的内芯的中部示意图；

图4为本发明提供的某一实施例的测试器件的质量变化结果图；

图5为本发明提供的某一实施例的传热性能的测试结果图。

附图标记说明：

1-外壳，11-第二支撑阵列，12-注入口，2-内芯，21-吸液芯片，22-第一支撑阵列，23-第一内芯，24-第二内芯，41-第一导热片，42-第二导热片。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

软材料往往具有很高的透气性，因此很难形成可拉伸的隔气封装。利用同时具有金属以及流体性质的液态金属，实现了可拉伸的隔气封装。这种可拉伸、软的隔气封装可以很好的应用于具有挥发液体(包括水和有机液体)的可拉伸传热系统。

如图1所示，本发明提供一种基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件，包括：外壳1和内芯2，可气液相变的工作液在内芯2中传输，进行连续相变热传递，液态金属注入外壳1与内芯2之间的间隙，对内芯2隔气密封；

外壳1与内芯2均柔性可拉伸，其中，外壳1、内芯2的材质为橡胶、凝胶中的至少一种，液态金属为镓基液态金属、铟基液态金属、铋基液态金属中的一种。

通过外壳1和液态金属，可以对内芯2中的传热过程进行隔气密封，避免内芯2的工作液泄露，或者外部不凝性气体向内部渗透。并且由于外壳1与内芯2均柔性可拉伸，且液态金属具有金属和流体的双重特性，对内芯2进行封装，从而保持其传热性能的稳定性，提高其使用寿命。

内芯2中的工作液在进行连续相变热传递时，为了保障工作液的气相和液相可以在内芯2的前端和后端之间循环。内芯2的前端和后端通过气体通道和液体通道连通，前端为加热端，工作液由液相转变为气相，气相工作液通过气体通道传输到后端，后端为冷凝端，工作液由气相转变为液相，液相工作液通过液体通道传输到前端。

在某个应用场景中，液体通道为吸液芯片21，吸液芯片21设置在内芯2中，内芯2内表面设置贯通吸液芯片21的第一支撑阵列22。该吸液芯片21是通过利用铜泡沫作为模板制备。由于液体-蒸气界面处的毛细压力，工作液会自发地沿着吸液芯片21上升以及横向传输。吸液芯片21和内芯2在宽度之间的间隙空间即为气体通道。

在进行柔性可拉伸传热器件的吸液芯片21选择时，需要选择吸液能力合适的吸液芯片21以用于本发明的柔性可拉伸传热器件，对于吸液芯片21的吸液能力表征，可以采用如下的方法：

一种使用红外热成像方法来表征吸液芯片21吸液高度的方法：使用双面胶带将与内芯2粘合的吸液芯片21固定到样品架上，逐渐升高含有预冷乙醇的聚四氟乙烯储液器所在的样品台，直到吸液芯片21底部接触到乙醇。一旦接触，由于毛细管力，乙醇迅速沿着吸液芯片21上升。整个过程由红外热像仪(T620，FLIRSystems)记录。毛细管上升的高度，即液面顶部与吸液芯底部的间距，该上升的高度即表征吸液芯片21的吸液能力。

在某个应用场景中，柔性可拉伸传热器件还可以包括贴合在内芯2上下外表面的第一导热片41和第二导热片42，内芯2的前端和后端均设有第一导热片41和第二导热片42，第一导热片41、第二导热片42和内芯2前端形成加热端，第一导热片41、第二导热片42和内芯2后端形成冷凝端，其中，形成加热端的第一导热片41和第二导热片42位于内芯2前端两侧，形成冷凝端的第一导热片41和第二导热片42位于内芯2后端两侧。

考虑到吸液芯片21的低导热性，使用导热片将热量从热源传递到内部工作液。第一导热片41和第二导热片42可以作为在拉伸过程中机械抓握的位置。加热端和器件冷凝端通过第三导热片分别与陶瓷加热元件和循环冷却器连接；测试传热性能时，第三导热片与第一导热片41和第二导热片42之间均填充含有银颗粒的导热硅脂，可以降低接触热阻。

为了保证设置的第二导热片42可以分别与液体通道进行接触导热，降低热阻，提高热交换效率。在与第二导热片42贴合的内芯2外表面对应设置开口部，第二导热片42为设有凸台的导热凸片，导热凸片的凸台位于开口部内。设置的凸台结构在与液体通道接触的情况下，还可以和开口部进行配合实现对导热凸片进行固定，避免柔性可拉伸传热器件在弯曲或拉伸的情况，第二导热片42的位置发生变化，从而影响第二导热片42与液体通道的接触效果。并且凸台的结构在提高第二导热片42与开口部固定效果的同时，还可以实现对开口部的密封，避免内芯2中的工作液发生泄漏。

在柔性可拉伸传热器件发生弯曲或拉伸时，由于外壳1和/或内芯2形变导致外壳1与内芯2接触，从而使得液态金属无法起到隔气密封的效果，为了解决外壳1形变导致的密封效果变差的问题，可以在外壳1内表面设有朝向内芯2的第二支撑阵列11，通过第二支撑阵列11进行外壳1的支撑，在外壳1发生形变时，外壳1与内芯2始终保持一定距离，使得区间内的液态金属可以持续地对内芯2实现隔气密封。第二支撑阵列11为呈阵列图案排布的刚性支撑体，刚性支撑体的形状为球体、椭球体、圆柱体、立方体、长方体中的至少一种。

进一步的，第二支撑阵列11为若干等间距排布的球体形支撑体，通过球体形支撑体，可以避免接触外壳1和/或内芯2时，支撑柱的不规则形状磨损外壳1或内芯2，从而避免磨损造成的液态金属泄露，影响其隔气密封效果。另外，为了进一步保证球形支撑件位置的隔气密封效果，该球形支撑件的材料可以不透气的材料，例如，玻璃珠、金属珠等材料。球体形支撑体的直径d为0.01-1mm，相邻球体形支撑体之间的间距H为：0≤H≤10d，更优选的，相邻球体形支撑体之间的间距H为：0≤H≤d。

其中，内芯2包括第一内芯23和第二内芯24，外壳1包括第一外壳1和第二外壳1，第一外壳1、第一内芯23、吸液芯片21、第二内芯24和第二外壳1依次设置。如图1至图3所示，第一内芯23上设有第一支撑阵列22，第一支撑阵列22穿设于吸液芯片21中，第一支撑阵列22包括长方体支撑柱和若干圆柱体支撑柱，优选地，支撑柱数量为121个，其中包括120个底面直径为0.8mm，高度为1mm的圆柱体支撑柱，一个尺寸为0.8*80*1mm并位于第一支撑阵列22中心的长方体支撑柱。第一芯片为凹槽结构，该吸液芯片21的宽度小于第一内芯23的宽度，未被吸液芯片21所占据的凹槽作为气相工作液的流动通道。第一外壳1和第二外壳1上均设有第二支撑阵列11。通过将内芯2和外壳1设置为层级叠加结构，可以便于制备内芯2和外壳1，并且也便于组装吸液芯片21、内芯2和外壳1。

第一导热片41和/或第二导热片42的材质为铜、不锈钢、铁、铬、钛、钒、锗、镍、钙、钴、锰、以及钪等金属或者金属复合材料，石墨等碳材料、氮化铝、氧化硼、氮化硅陶瓷、聚晶金刚石陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷等陶瓷材料以及硅材料中的至少一种。

第一外壳1、第一内芯23、吸液芯片21、第二内芯24、第二外壳1、第一支撑阵列22的材质为硅橡胶(譬如交联的聚二甲基硅氧烷或脂肪族芳香族无规共聚酯)或天然橡胶或丁基橡胶或丁腈橡胶或氯化丁基橡胶或氯丁橡胶或氟橡胶或顺丁橡胶层或聚氨酯(TPU)或其它合成橡胶或离子凝胶或水凝胶或其它可拉伸的弹性层中的至少一种。

液态金属为金属镓、镓铟合金、镓铝合金、镓锌金合金、镓银合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金或其它镓基液态金属，或者铟铋合金、铟锡合金、铟锡铋合金、铋铅锡镉合金、铋铅锡镉铟合金等成液态的且具有金属键的材料中的至少一种。

工作液为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙氰、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、乙醚、甲苯、环己烷、石油醚、己烷、戊烷以及水中的至少一种。

可拉伸传热器件尺寸、内芯尺寸与可拉伸传热器件的热导率满足以下关系：

其中，k为可拉伸传热器件的热导率，Q为输入加热端的加热功率，L

其中，工作液为乙醇时，测量可拉伸传热装置的传热性能。具有加热端的温度即使在10％的拉伸下仍保持稳定，表明该器件运行良好。对于没有液态金属封装的器件，加热端的温度随时间逐渐升高，表明由于不凝性气体的向器件内的渗透以及气化的工作液向器件外的渗透，该传热器件的传热性能逐渐下降。液态金属封装的相变传热器件的有效热导率k可以使用上述关系式计算。通过上述关系式计算可得，在10％的拉伸状态下，k增加到309W/(m·K)。

同时，使用COMSOL模型模拟没有工作液的器件的温度分布，并计算出其在没有相变传热效应的情况下，该器件的固有导热率约为10W/(m·K)。采用本发明的液态金属密封，基于相变热传递器件的有效热导率是没有工作液相变传热器件热导率的30倍。其中，使用COMSOL模型模拟没有工作液的器件的温度分布时，使用COMSOL Multiphysics来模拟没有工作液的器件简化模型在输入热能为2W的情况下的温度分布：首先利用SolidWorks和COMSOL Multiphysics的几何模块来建立物理模型。该器件的内芯2被简化为实心的块结构，能量守恒原理用于控制该热传递过程，并且在该模型中仅考虑热的传导。控制的公式如下：

式中，k是热导率，T是温度，q是热通量。然后将2W的热量施加到简化器件的加热端，并将冷却端的温度设置为60℃。除了冷却端，该模型的外表面都被设置为绝热的条件。该简化器件的温度分布通过COMSOL Multiphysics计算得到。通过提取加热端和冷凝端的温度，可计算出该简化器件在不考虑基于相变传热的情况下的有效热导率。

制备基于液态金属封装的可拉伸相变传热器件之后，在填充液态金属密封之前，需要考虑到内芯2在器件运行期间处于负压状态，内芯2上设计有第一支撑阵列22，以防止内芯2在运行期间闭合。与第一支撑阵列22匹配的吸液芯片21可将冷凝的工作液泵送回蒸发端(加热端)，以进行连续的相变热传递。

本发明还提供一种制备基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件的方法，包括如下步骤：

1)采用柔性可拉伸材质，制备内芯；

2)制备柔性可拉伸的外壳；

3)封装外壳和内芯，向外壳和内芯之间的间隙注入液态金属，对内芯隔气密封；

4)向内芯充入工作液，得到液态金属封装的柔性可拉伸传热器件。

步骤4)之后，柔性可拉伸传热器件在拉伸10％状态下，热导率不低于309W/(m·K)。

其中，制备内芯和外壳，包括：

将具有适当厚度的模具片材切割成特定形状；

使用氯仿将切好的模具片材粘合起来形成与内芯或外壳对应的模具；

将未固化的混合溶液倒入模具中，混合溶液由重量混合比为(5-10):(1-2)的柔性材料(聚二甲基硅氧烷)和固化剂组成；

真空脱气后，从模具上去除多余的混合溶液；

将含有混合溶液的模具放入70-90℃的烘箱中1-2小时，完成固化，得到内芯或外壳。

内芯内设有吸液芯片，吸液芯片的制备方法，具体包括如下步骤：

A)选取50-60μm孔径的铜泡沫；

B)利用光纤激光切割铜泡沫，形成与内芯匹配的铜泡沫坯体模具；

C)铜泡沫坯体模具浸入稀释的柔性材质(如PDMS)溶液中1-1.5h，柔性材质(如PDMS)溶液由柔性组分、固化剂和乙酸乙酯以(4-6):(1-2):(9-11)的重量比混合；

D)将铜泡沫坯体模具从柔性材质(如PDMS)溶液中取出，并放入150-170℃的烘箱中2-3h将柔性材质溶液固化；

E)固化结束后，放入浓度为6-8mol/L的硝酸溶液中，去除泡沫铜坯体模具，从而得到多孔柔性材质的吸液芯片。

将步骤1)得到的内芯放入150-170℃的烘箱中进行热处理20-24小时；使用热导率测量装置测量该热处理后的吸液芯片的热导率为0.15W/(m·K)。

向外壳和内芯之间的间隙注入液态金属，包括：

将底面有孔的培养皿粘贴至外壳的注入口12位置，并置于抽真空装置内；

将液态金属倒入培养皿中；

对抽真空装置抽真空1-2h，随后将压力升值大气压；

移除培养皿及外壳外表面的液态金属，密封注入口12。

外壳固定有第二支撑阵列，制备柔性可拉伸的外壳，还包括：

S1：将热释放胶带贴在筛网底部；

S2：刚性支撑体从筛网顶部倒入，穿过筛网网孔后粘附在热释放胶带上，形成与第二支撑阵列对应的阵列图案；

S3：在外壳上涂材质相同的胶水；

S4：将步骤S2的热释放胶带放置在步骤S3的外壳上；

S5：将步骤S4的外壳在70-90℃的烘箱中固化1-2h，之后将烘箱的温度升高至100℃以上，至支撑阵列图案完成从热释放胶带向外壳的转移附着。

以下通过实施例和对比例制备柔性可拉伸传热器件：

实施例1

将具有适当厚度的模具片材切割成特定形状；使用氯仿将切好的模具片材粘合起来形成与内芯或外壳对应的模具；将未固化的混合溶液倒入模具中，混合溶液由重量混合比为5:1的柔性材料(聚二甲基硅氧烷)和固化剂组成；真空脱气后，从模具上去除多余的混合溶液；将含有混合溶液的模具放入80℃的烘箱中1小时，完成固化。通过内芯和外壳对应的模具制得内芯和外壳。

选取50μm孔径的铜泡沫，利用光纤激光切割铜泡沫，形成与内芯匹配的铜泡沫坯体模具；铜泡沫坯体模具浸入稀释的柔性材质溶液中1h，柔性材质溶液由柔性组分、固化剂和乙酸乙酯以5:1:10的重量比混合；将铜泡沫坯体模具从柔性材质溶液中取出，并放入150℃的烘箱中2h将柔性材质溶液固化；固化结束后，放入浓度为6mol/L的硝酸溶液中，去除泡沫铜坯体模具，从而得到多孔柔性材质的吸液芯片。

将热释放胶带贴在筛网底部；刚性支撑体从筛网顶部倒入，穿过筛网网孔后粘附在热释放胶带上，形成与第二支撑阵列对应的阵列图案；在外壳上涂材质相同的胶水；将热释放胶带放置在的外壳上；将外壳在80℃的烘箱中固化1h，之后将烘箱的温度升高至100℃以上，至支撑阵列图案完成从热释放胶带向外壳的转移附着。

封装外壳、吸液芯片和内芯，将底面有孔的培养皿粘贴至外壳的注入口位置，并置于抽真空装置内；将液态金属倒入培养皿中；对抽真空装置抽真空1h，随后将压力升值大气压；移除培养皿及外壳外表面的液态金属，密封注入口。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

混合溶液由重量混合比为10:1的柔性材料(聚二甲基硅氧烷)和固化剂组成。含有混合溶液的模具放入70℃的烘箱中2小时，完成固化。选取60μm孔径的铜泡沫。铜泡沫坯体模具浸入稀释的柔性材质溶液中1.5h，柔性材质溶液由柔性组分、固化剂和乙酸乙酯以6:2:9的重量比混合。将铜泡沫坯体模具从柔性材质溶液中取出，并放入170℃的烘箱中3h将柔性材质溶液固化。固化结束后，放入浓度为8mol/L的硝酸溶液中，去除泡沫铜坯体模具，从而得到多孔柔性材质的吸液芯片。对抽真空装置抽真空2h，随后将压力升值大气压。将外壳在70℃的烘箱中固化2h，之后将烘箱的温度升高至130℃以上，至支撑阵列图案完成从热释放胶带向外壳的转移附着。

实施例3

本实施例与实施例1区别在于：

混合溶液由重量混合比为8:2的柔性材料(聚二甲基硅氧烷)和固化剂组成。将含有混合溶液的模具放入90℃的烘箱中2小时，完成固化，得到内芯或外壳。选取55μm孔径的铜泡沫。铜泡沫坯体模具浸入稀释的柔性材质溶液中1.5h，柔性材质溶液由柔性组分、固化剂和乙酸乙酯以6:1:10的重量比混合。将铜泡沫坯体模具从柔性材质溶液中取出，并放入160℃的烘箱中2.5h将柔性材质溶液固化。固化结束后，放入浓度为7mol/L的硝酸溶液中。对抽真空装置抽真空2h，随后将压力升值大气压。将外壳在90℃的烘箱中固化1h，之后将烘箱的温度升高至100℃以上，至支撑阵列图案完成从热释放胶带向外壳的转移附着。

对比例

在实施例1的基础上，省略“向外壳和内芯之间的间隙注入液态金属”的步骤。

性能测试

将以上实施例与对比例1制备得到的柔性可拉伸传热器件进行装置性能的测试。其中，对于是否向外壳和内芯之间的间隙注入液态金属情况，会导致制备的柔性可拉伸传热器件存在密封性和导热性的区别，即存在工作液泄露和传热性能的差异，因此，分别针对工作液泄露和传热性能进行测试。

工作液泄露测试：

制备具有基于液态金属封装的柔性可拉伸传热器件。在此器件中，工作液选择乙醇，以测试基于液态金属封装对有机蒸气的密封性。将测试器件的内芯充满乙醇，然后表征乙醇蒸汽的泄漏。实验结果如图4所示，其中，TM1为无液态金属封装的可拉伸传热器件在拉伸0％的条件下质量变化情况，TM2为有液态金属封装的可拉伸传热器件在拉伸0％的条件下质量变化情况，TM3为有液态金属封装的可拉伸传热器件在拉伸10％的条件下质量变化情况，TM4为有液态金属封装的可拉伸传热器件在拉伸20％的条件下质量变化情况；实验结果表明，内芯充有乙醇但被液态金属封装的器件即使在20％拉伸的情况下，在24小时的测量过程中其质量没有任何变化。

制备与测试器件相同的对照器件，区别在于没有液态金属密封。通过实验监测可得，对照器件的质量迅速下降。在进行16小时的测量后，对照样品内芯中的大部分乙醇已经泄漏。

传热性能测试：

充入乙醇后，测量性可拉伸传热器件的传热性能。如图5所示，在600s时，两个传热器件都被拉伸了10％。图5左侧为有液态金属封装的可拉伸传热器件的温度变化曲线，TC1、TC2为监测的加热端温度，TC3、TC4为监测的冷凝端温度，可以得到，具有液态金属封装的器件中的加热端的温度在10％的拉伸下仍保持稳定，这表明该器件运行良好。

图5右侧为没有液态金属封装的可拉伸传热器件的温度变化曲线，对于没有液态金属封装的器件，加热端的温度随时间逐渐升高，这表明由于不凝性气体的向器件内的渗透以及气化的工作液向器件外的渗透，该器件的传热性能逐渐下降。

液态金属封装的柔性可拉伸传热器件的有效热导率k可以使用以下等式计算：

其中，k为可拉伸传热器件的热导率，Q为输入加热端的加热功率，L

拉伸前用液态金属封装的器件的k为285W/(m·K)。在10％的拉伸下，k增加到309W/(m·K)。

使用COMSOL Multiphysics模拟没有工作液的器件简化模型，在输入热能为2W的情况下的温度分布；

首先利用Solid Works和COMSOL Multiphysics的几何模块来建立物理模型。该器件的内芯被简化为实心的块结构，能量守恒原理用于控制该热传递过程，并且在该模型中仅考虑热的传导。控制的公式如下：

式中，k是热导率，T是温度，q是热通量。然后将2W的热量施加到简化器件的加热端，并将冷却端的温度设置为60℃。除了冷却端，该模型的外表面都被设置为绝热的条件。该简化器件的温度分布通过COMSOL Multiphysics计算得到。通过提取加热端和冷凝端的温度，可计算出该简化器件在不考虑基于相变传热的情况下的有效热导率约为10W/(m·K)。

通过对比两个传热器件的结果可知，采用本发明中的柔性可拉伸传热器件，其有效热导率是没有工作液相变传热器件热导率的30倍。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。