近日，中国科学院金属研究所传来喜讯：该所材料控形控性研究部铜基材料与均质化课题组联合白俄罗斯国家科学院科学-实践材料研究中心、江西耐乐铜业有限公司，成功开发出一项电化学沉积增材制造技术。该技术实现了Ω槽道与梯度吸液芯结构的一体化制造，使热管毛细力较传统工艺提升两倍，单管散热功率翻倍，为新一代高导热铜热管在AI算力中心等高热流密度场景中的应用提供了关键技术支撑。

破解一体化制造难题

热管作为高效被动散热元件，其核心性能取决于吸液芯结构的毛细力和渗透率。传统烧结铜粉吸液芯虽能提供一定毛细力，但孔径均一、难以兼顾液体输送的快速性与蒸发端的吸液能力。而Ω槽道结构虽能有效引导工质流动，但两者的一体化制造长期面临工艺匹配难题：如何在复杂槽道内原位生长出孔径梯度可控的多孔铜结构，同时保证界面结合强度与导热性能？

研究团队另辟蹊径，利用电化学沉积增材制造技术，在Ω槽道表面高效原位生长多孔铜吸液芯结构。该方法通过原子级堆垛方式，实现了多孔铜孔径从纳米到微米的梯度分布可控调节——靠近槽道底部为微米级大孔，利于液体快速回流；靠近槽道顶部为纳米级小孔，增强毛细抽吸力。这种梯度结构巧妙平衡了高毛细力与大通量之间的矛盾。

性能全面突破

实验数据显示，利用该方法制备的电化学增材梯度吸液芯结构，其毛细力相比传统铜粉烧结吸液芯结构提高了2倍。这不仅意味着工质可克服重力及蒸汽流阻力实现更高效循环，更直接导致散热性能的大幅跃升：带有梯度吸液芯结构的Ω槽道，单管可散热功率比传统沟槽管提高了1倍。

“传统沟槽管散热能力有限，而我们的梯度结构能在相同尺寸下搬运更多热量。”研究团队负责人表示，“以目前AI服务器单芯片功耗300-500W为例，单根热管若能承载100W以上热量，系统设计将更紧凑、可靠。”

面向未来散热需求

随着AI算力中心功耗密度持续攀升——H100、B200等芯片功耗已突破700W，传统风冷散热方案正逼近物理极限。液冷与高导热热管复合散热方案成为行业共识，而热管性能直接决定均温板与散热器的热传输效率。

该项技术的突破意义不仅在于性能提升，更在于其工艺可行性：电化学沉积增材制造无需高温烧结，避免了传统粉末冶金工艺中因热应力导致的槽道变形问题；同时可实现Ω槽道与吸液芯的“一次成型”，简化了生产流程，降低了制造成本。江西耐乐铜业作为国内铜管深加工龙头企业，已介入后续中试放大验证，为产业化铺平道路。

国际合作与产业协同

此次攻关成果是“产学研用”国际合作的典范。中国科学院金属研究所提供材料设计与表征基础，白俄罗斯国家科学院在电化学沉积工艺方面拥有深厚积累，江西耐乐铜业则贡献了精密铜管加工经验。三方协同，从基础研究到应用验证，仅用两年时间便完成了从实验室样品到可工程化试制的跨越。

白俄罗斯国家科学院科学-实践材料研究中心专家表示：“这种梯度孔隙结构在缓释、过滤等非散热领域也具有潜在价值，双方将在此基础上拓展更多联合研究方向。”

展望

当前，全球热管市场年规模已超百亿人民币，数据中心散热正成为增长最快分支。随着AI大模型训练与推理需求井喷，单机架功耗从10kW向100kW迈进，高导热率、高可靠性、低成本的散热元件成为“刚需”。本研究团队的电化学沉积增材制造技术，为下一代高功率热管、均温板的制造提供了全新路径，有望率先在国产AI服务器、5G基站、电力电子模块等领域实现应用。

从实验室到生产线，从微米级孔径调控到千瓦级散热系统，这项由中国科学家领衔的突破，正为“双碳”背景下的绿色计算提供硬核支撑。当算力狂奔时，散热不再成为瓶颈——这或许正是这项技术最动人的价值所在。