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高端装备制造产业

需求背景

有限元分析方法是在工程设计和分析中广泛使用的一种高级数值分析方法，它可以在计算机上模拟复杂结构的静态或动态行为，提供详细且精确的数值结果。而新型散热材料的研究主要是为了解决电子设备在运行过程中由于产生大量热量而导致的散热问题，从而保证电子设备的稳定性和可靠性，并提高其使用寿命。

随着现代科技的不断发展，电子设备的功能越来越强大，体积越来越小，散热问题也越来越突出。传统的散热方法如自然散热、强制风冷、液冷等已经无法满足新型电子设备的散热需求。因此，研究新型散热材料成为了当前的重要课题。

新型散热材料的研究需要考虑多个因素，包括材料的热导率、热膨胀系数、稳定性、可加工性等。同时，随着电子设备的小型化和高功率化，散热材料的散热面积和散热效率成为了研究的重点。此外，由于电子设备的使用环境多样化，新型散热材料还需要具备适应不同环境的能力。

有限元分析方法可以用于新型散热材料的研究中。通过有限元分析，可以模拟散热材料的热传导行为，预测在不同条件下的热响应，并为材料的设计和优化提供重要的参考信息。此外，有限元分析还可以用于研究散热材料与其他部件之间的热交互作用，模拟复杂结构中的热分布和温度场，从而为新型散热材料的研发提供有力的支持。

综上所述，有限元分析与新型散热材料研究的需求源于电子设备的不断发展和更新换代，目的是为了解决新型电子设备所面临的散热问题，提高设备的稳定性和可靠性，并延长其使用寿命。

需解决的主要技术难题

有限元分析与新型散热材料研究

1. 有限元分析的准确性：有限元分析依赖于数学模型和计算资源的限制，有时可能无法准确地模拟材料的物理性质，例如热传导、热对流和热辐射等。这可能会导致分析结果的误差，影响新型散热材料的研发。
2. 材料性能的表征难题：新型散热材料的性能往往需要结合多种因素进行评估，包括热导率、热膨胀系数、密度、硬度等。这些性能需要依赖精密的实验设备进行测量，而测量过程中往往存在误差。同时，这些性能参数之间可能存在的相互影响也增加了材料性能表征的难度。
3. 散热结构的复杂性：散热器结构的设计往往影响散热效果。有限元分析需要模拟复杂的散热结构，包括肋片、基板、热管等，这需要精确的设计和建模技术。同时，新型散热材料可能涉及复杂的物理现象，例如热管的形成和失效机制等，这也增加了模拟的复杂性。
4. 多物理场耦合问题：在实际应用中，新型散热材料可能会处于复杂的物理环境中，例如机械应力、热应力、电磁场等。这些物理场之间可能存在相互影响，需要进行多物理场耦合分析。然而，目前有限元分析方法往往难以处理这种复杂的耦合问题。
5. 优化设计问题：新型散热材料的研发需要经过反复的优化设计过程，包括形状优化、材料优化和参数优化等。这个过程需要对材料的性能和设计进行反复迭代，需要消耗大量的人力和计算资源。

期望实现的主要技术目标

1.有限元分析-想导入相关软件和分析能力（如锻造模拟、NC加工模拟、热变形模拟等），辅助设计开发，提升成型工艺研发水平；
2.在半导体芯片散热领域的研究经验，特别是对于新型散热材料、超导热板（VaporChamber）的研究，以及使用SolidworksFlowSimulation等软件模拟热传导过程的能力；
3.电镀方面-镀层分析、药水分析；
4.在精密金属加工成型领域的研究经验

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色低碳发展专业科技服务团（国合华夏城市规划研究院有限公司） 解析时间：2023-11-19

丁家健

国合华夏城市规划研究院

研究员

综合评价

该需求涉及研究和开发新型散热材料，以解决现代电子设备中的热管理问题。随着电子设备的不断发展和功能的提升，它们变得更加紧凑和高效，导致热量集中和散热困难。传统的散热方法已经无法满足需求，因此需要开发新型散热材料来提高散热效能。 该需求的意义在于解决电子设备中的热管理问题，确保其稳定性、可靠性和使用寿命。通过研究新型散热材料，可以提高散热材料的热导率、热膨胀系数、稳定性和可加工性等关键性能，从而更有效地传导和散发热量。这有助于降低电子设备的温度，减少故障率，并提高其性能和可持续性。

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解析单位：“科创中国”绿色低碳发展专业科技服务团（国合华夏城市规划研究院有限公司） 解析时间：2023-11-19

丁家健

国合华夏城市规划研究院

研究员

综合评价

该需求涉及研究和开发新型散热材料，以解决现代电子设备中的热管理问题。随着电子设备的不断发展和功能的提升，它们变得更加紧凑和高效，导致热量集中和散热困难。传统的散热方法已经无法满足需求，因此需要开发新型散热材料来提高散热效能。 该需求的意义在于解决电子设备中的热管理问题，确保其稳定性、可靠性和使用寿命。通过研究新型散热材料，可以提高散热材料的热导率、热膨胀系数、稳定性和可加工性等关键性能，从而更有效地传导和散发热量。这有助于降低电子设备的温度，减少故障率，并提高其性能和可持续性。

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处理进度