随着AI芯片热设计功耗(TDP)突破1000kW并向2000W迈进,液冷技术已从“可选”变为“刚需”。作为液冷系统的“心脏”,冷却液分配单元(CDU) 的壳体承担着精密流量分配、异种材料气密及长期耐压的关键使命。

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 AI服务器冷却液分配单元(CDU)

针对这一严苛场景,重庆沃尔夫化工有限公司依托在PPS改性领域的深厚积累,推出WG402S-EP-LW-009特种PPS材料。该材料专为CDU壳体与铝合金的纳米注塑(NMT)工艺/PPS与铝合金胶粘工艺量身定制,从材料源头系统性解决“泄漏”与“失效”难题。

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 液冷CDU壳体的核心挑战

 

CDU是液冷系统中的“流量调度中心”,负责将冷却液精确分配至各服务器的冷板其壳体是一个高度集成的精密部件,内部集成了水泵、阀体、复杂的流道以及各类传感器接口这种结构决定了它必须面对四大核心挑战:

1、极端化学环境长期接触去离子水、乙二醇溶液或氟化液,壳体材料必须具备极强的耐水解和耐化学腐蚀能力。

2、异种材料接合为兼顾PPS的耐化性与铝合金的局部强度及导热性,需采用纳米注塑(NMT)工艺。塑料与金属的结合力是防止沿界面泄漏的第一道防线。

3尺寸稳定性-40°C至200°C的温度冲击下,壳体若发生形变,将直接导致密封失效或阀体卡滞。

4辅助密封兼容在法兰、维修盖板等部位通常需要涂覆环氧胶或装配硅胶密封圈,材料需具备与这些辅材的永久性结合力,以构建多重密封屏障。

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 沃尔夫方案:WG402S-EP-LW-009 特种PPS

核心技术特点

针对上述痛点,沃尔夫推出的WG402S-EP-LW-009并非普通的玻纤增强PPS,而是通过特殊的界面相容与应力调控技术,打造了一款专为NMT工艺和液冷环境而生的高性能材料。

1、全方位耐受各类冷却液
WG402S-EP-LW-009具有极高的结晶度和耐化性能,能有效抵抗冷却液分子的渗透和溶胀。经长期浸泡测试,材料在去离子水、乙二醇/丙二醇水溶液及电子氟化液中,拉伸强度和断裂伸长率保持率均处于行业领先水平,从根源上杜绝了材料本身因化学降解而产生的微裂纹和强度下降。

2、热膨胀系数(CTE)各向同性
普通玻纤增强材料在流动方向和垂直方向上的收缩率差异大,易导致注塑件翘曲。沃尔夫通过特殊的增强体系与成核技术,使WG402S-EP-LW-009实现了热膨胀系数的各向同性。这意味着无论是在横向还是纵向,材料的收缩与膨胀行为高度一致,确保了在复杂温度变化下,特别是与金属嵌件配合时,应力分布均匀,不发生非对称变形,从根本上保证了尺寸精度。

3、纳米级金属结合力:NMT工艺下拉拔力最大化
在纳米注塑(NMT)工艺中,熔融的PPS需要牢牢“扎”进铝合金表面经纳米蚀刻形成的微孔中WG402S-EP-LW-009通过引入特殊的极性官能团,显著增强了分子链与铝合金表面的相互作用力。其在NMT工艺下表现出的拉拔力远超常规PPS材料,实现了真正的“钢筋铁骨”式结合,确保在长期高压和热冲击下,界面绝不剥离,彻底切断微观泄漏通道。

4、永久性环氧结合力与硅胶结合力
为了增强气密性,CDU壳体在装配时常常需要在结合面使用环氧树脂进行二次密封,或装配硅橡胶O型圈。WG402S-EP-LW-009经过特殊的表面能调控,对环氧树脂体系硅橡胶体系均展现出永久且优异的粘接强度。其中,环氧结合力超过36Mpa,硅胶结合力超过18Mpa(沃尔夫法),这意味着环氧胶在材料表面不会脱落,硅胶密封圈在长期压缩下也能与壳体保持紧密贴合,为气密性上了“双保险”。

经过行业标杆客户测试,沃尔夫WG402S-EP-LW-009在冷却液环境中经过-40-135℃高低温循环2000次后,硅胶结合力没有衰减,环氧结合力强度保持率超过90%,气密性仍然良好,是目前表现最好的PPS材料。

沃尔夫利用自身技术优势,攻克了PPS与环氧结合力在冷却液老化后强度保持率衰减难题,为AI服务器液冷“心脏”注入超可靠基因。

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 应用场景:聚焦CDU核心部件

 

沃尔夫WG402S-EP-LW-009特别适用于以下高要求的液冷部件:

  • CDU壳体主体一体化成型,集成复杂流道,兼顾耐压与耐化。

  • 泵体与阀体需要与金属转子或螺柱进行NMT嵌入成型,对尺寸精度和扭矩保持要求高。

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 适应标准与技术要求

 

基于当前液冷行业的标准化进程,WG402S-EP-LW-009的材料特性完全对标即将出台的国家标准及行业通行规范:

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 结语

 

AI算力竞赛的背后,是材料科学的无声较量。重庆沃尔夫化工有限公司的WG402S-EP-LW-009特种PPS材料,凭借强结合、低膨胀、全耐化的独特性能三角,正在为AI服务器液冷控制单元提供更可靠、更长久的国产材料解决方案。我们期待与液冷系统设计商、CDU制造商携手,共同攻克气密性与耐久性的技术难关,为构建绿色、高效的算力未来夯实材料根基。

来源:重庆沃尔夫化工有限公司

——聚合+改性+终端应用场景深度融合,PPS材料全产业链专家

官网地址:http://www.wolfchem.com.cn/

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液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源,核心结构包括:
  • 热交换核心  :冷板(CPU/GPU专用)、CDU(冷量分配单元);
  • 循环网络  :Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头;
  • 动力与控制  :变频循环泵(如飞龙股份电子泵)、智能温控系统。
主流方案中,冷板式兼容现网改造(占存量市场80%),浸没式为超算首选(PUE逼近1.0)。 2025年AI服务器的产值超过4000亿美元,年增45%。随着英伟达从Hopper系列向Blackwell系列转换,整个AI服务器产值提升。预计今年AI服务器的市场占有率会从去年的66%突破到今年的70%以上;另外,液冷散热方案的渗透率也有望从去年的14%提升到今年的30%。 涉及的材料有:铜、铝、复合金属材料、金属焊接材料、不锈钢、氟塑料、橡胶材料、密封材料、特种工程塑料、导热散热材料,热界面材料等 按照部件来分有:冷却塔、管道、CDU 液冷换热单元CDU 液冷板、接头、歧管、主泵和辅泵、流量控制系统、过滤系统等 系统集成方面有:空调、机柜、传感器、电源、泄漏检测、控制单元等 按照产业链来区分有:互联网企业,云服务器企业,代工企业、各个零部件企业、材料企业等; 欢迎大家加入我们,共绘服务器液冷散热未来!
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作者 808, ab