CN106705723A - 热管管芯、热管及其溅射工艺 - Google Patents

热管管芯、热管及其溅射工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热管管芯、热管及其溅射工艺，对传统热管的管芯结构进行了改进，在金属管壳内壁上贴附的金属网表面溅射了一层石墨烯材料，由于石墨烯的超高导热性，辅助于传统的设计极大的提升了热管内部相变过程中的响应时间，提升了热传导的效率，缩短了相变转换的时间，使得热管热端与冷端的温差进一步缩小，提升导热功率；且对金属网的线径及目数都做了详细的量化处理，从而细化了热管的选型规格。

Description

热管管芯、热管及其溅射工艺
技术领域
本发明涉及热管导热技术领域，具体是涉及一种热管管芯、热管及其溅射工艺。
背景技术
热管的管芯(吸液芯)对于热管性能至关重要，现有的热管(网状管芯)只是简单的把金属网填充到管内，这种结构的成品热管存在冷热端温差大，效率比较低和热传导功率损失比例高等技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种热管管芯、热管及其溅射工艺，极大的提升了热管内部相变过程中的响应时间，提升了热传导的效率，缩短了相变转换的时间，使得热管热端与冷端的温差进一步缩小，提升了导热功率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种热管管芯，包括单层、双层或两层以上的片状金属网，该片状金属网的网线表面溅射有至少一层材料为石墨烯的溅射膜，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状。
进一步的，所述金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，金属网厚度为0.048mm-0.11mm。
进一步的，所述溅射膜的膜厚为180nm-220nm。
一种热管，包括金属管壳，该金属管壳内封装有工作液体，金属管壳的一端为蒸发端，另一端为冷凝端，金属管壳内壁上贴附有热管管芯。
进一步的，所述金属管壳呈扁平管状或圆管状，所述热管管芯安装到所述金属管壳内壁上时呈圆周对接的扁平管状或圆管状。
一种热管的溅射工艺，包括如下步骤：
A)采用金属网线交叉编织形成一单层、双层或两层以上的金属编织网；
B)将该金属编织网裁切成片状金属网；
C)将裁切好的若干片状金属网放置在专用的溅射模具内；
D)采用石墨烯浆料作为溅射靶材，通过磁控溅射设备在溅射模具内的若干片状金属网的网线上溅射一层溅射膜；
E)将溅射好的片状金属网贴装到预先制备好的金属管壳内，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状；
F)对金属管壳及其内的金属网进行烧结，使金属网与金属管壳内壁结合在一起。
进一步的，控制溅射膜的厚度在180nm-220nm。
进一步的，金属网材料为铝时，控制烧结温度为595℃-625℃，烧结时间为20h-26h，金属网材料为铜时，控制烧结温度为835℃-865℃，烧结时间为18-21h。
进一步的，片状金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，片状金属网厚度为0.048mm-0.11mm。
进一步的，片状金属网传导功率为5W以内时，其目数控制为40-85，或片状金属网传导功率为15W以内时，其目数控制为50-180。
本发明的有益效果是：本发明提供一种热管管芯、热管及其溅射工艺，对传统热管的管芯结构进行了改进，在金属管壳内壁上贴附的金属网表面溅射了一层石墨烯材料，由于石墨烯的超高导热性，辅助于传统的设计极大的提升了热管内部相变过程中的响应时间，提升了热传导的效率，缩短了相变转换的时间，使得热管热端与冷端的温差进一步缩小，提升导热功率；且对金属网的线径及目数都做了详细的量化处理，从而细化了热管的选型规格。
附图说明
图1为本发明中热管管芯结构示意图；
图2为本发明中热管结构示意图；
图3为本发明热管溅射工艺流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。
如图1所示，一种热管管芯1，包括单层、双层或两层以上的片状金属网，该片状金属网的网线表面溅射有至少一层材料为石墨烯的溅射膜，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状。这样，通过在金属管壳内壁上贴附的金属网表面溅射一层石墨烯材料，形成溅射膜，由于石墨烯的超高导热性，辅助于传统的设计极大的提升了热管内部相变过程中的响应时间，提升了热传导的效率，缩短了相变转换的时间，使得热管热端与冷端的温差进一步缩小，提升导热功率。
优选的，所述金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，金属网厚度为0.048mm-0.11mm。这是，金属网的线径及厚度的优选方案，但不限于此，该厚度可较好的应用于超薄热管。
所述溅射膜的膜厚为180nm-220nm。这是本实施例优选实施方式，不仅能够提高热管的热传导的效率，提升导热功率，还可以控制成本的提升，满足超薄热管的应用。
一种热管，参见图1和图2，包括金属管壳2，该金属管壳内封装有工作液体，金属管壳的一端为蒸发端，另一端为冷凝端，金属管壳内壁上贴附有热管管芯1，该热管管芯即热管的毛细结构，包括单层、双层或两层以上的片状金属网，该片状金属网的网线表面溅射有至少一层材料为石墨烯的溅射膜，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状。由于热管的管芯结构为金属网表面溅射一层石墨烯材料的溅射膜，大大提高了热管的有效功率，提高了热管的导热功率。
优选的，所述金属管壳呈扁平管状或圆管状，所述热管管芯安装到所述金属管壳内壁上时呈圆周对接的扁平管状或圆管状。扁平热管可作为笔记本电脑中的散热模组的导热元件，满足笔记本电脑朝着轻、薄、小的方向发展的需要。
一种热管的溅射工艺，参见图3，包括如下步骤：
A)采用金属网线交叉编织形成一单层、双层或两层以上的金属编织网；
B)将该金属编织网裁切成片状金属网；
C)将裁切好的若干片状金属网放置在专用的溅射模具内；
D)采用石墨烯浆料作为溅射靶材，通过磁控溅射设备在溅射模具内的若干片状金属网的网线上溅射一层溅射膜；
E)将溅射好的片状金属网贴装到预先制备好的金属管壳内，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状；
F)对金属管壳及其内的金属网进行烧结，使金属网与金属管壳内壁结合在一起。
优选的，控制溅射膜的厚度在180nm-220nm。
优选的，金属网材料为铝时，控制烧结温度为595℃-625℃，烧结时间为20h-26h，金属网材料为铜时，控制烧结温度为835℃-865℃，烧结时间为18-21h。
优选的，片状金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，片状金属网厚度为0.048mm-0.11mm。
优选的，片状金属网传导功率为5W以内时，其目数控制为40-85，或片状金属网传导功率为15W以内时，其目数控制为50-180。
综上，本发明提供一种热管管芯、热管及其溅射工艺，对传统热管的管芯结构进行了改进，在金属管壳内壁上贴附的金属网表面溅射了一层石墨烯材料，由于石墨烯的超高导热性，辅助于传统的设计极大的提升了热管内部相变过程中的响应时间，提升了热传导的效率，缩短了相变转换的时间，使得热管热端与冷端的温差进一步缩小，提升导热功率；且对金属网的线径及目数都做了详细的量化处理，从而细化了热管的选型规格。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热管管芯(1)，其特征在于：包括单层、双层或两层以上的片状金属网，该片状金属网的网线表面溅射有至少一层材料为石墨烯的溅射膜，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状。
2.根据权利要求1所述的热管管芯，其特征在于：所述金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，金属网厚度为0.048mm-0.11mm。
3.根据权利要求1所述的热管管芯，其特征在于：所述溅射膜的膜厚为180nm-220nm。
4.一种热管，包括金属管壳(2)，该金属管壳内封装有工作液体，金属管壳的一端为蒸发端，另一端为冷凝端，其特征在于：金属管壳内壁上贴附有权利要求1-3任一项所述的热管管芯。
5.根据权利要求4所述的热管，其特征在于：所述金属管壳呈扁平管状或圆管状，所述热管管芯安装到所述金属管壳内壁上时呈圆周对接的扁平管状或圆管状。
6.一种热管的溅射工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A)采用金属网线交叉编织形成一单层、双层或两层以上的金属编织网；
B)将该金属编织网裁切成片状金属网；
C)将裁切好的若干片状金属网放置在专用的溅射模具内；
D)采用石墨烯浆料作为溅射靶材，通过磁控溅射设备在溅射模具内的若干片状金属网的网线上溅射一层溅射膜；
E)将溅射好的片状金属网贴装到预先制备好的金属管壳内，该片状金属网及溅射膜安装到热管的金属管壳内壁上时呈圆周对接的管状；
F)对金属管壳及其内的金属网进行烧结，使金属网与金属管壳内壁结合在一起。
7.根据权利要求6所述的热管的溅射工艺，其特征在于：控制溅射膜的厚度在180nm-220nm。
8.根据权利要求6所述的热管的溅射工艺，其特征在于：金属网材料为铝时，控制烧结温度为595℃-625℃，烧结时间为20h-26h，金属网材料为铜时，控制烧结温度为835℃-865℃，烧结时间为18-21h。
9.根据权利要求6所述的热管的溅射工艺，其特征在于：片状金属网的网线直径为0.025mm-0.045mm，片状金属网厚度为0.048mm-0.11mm。
10.根据权利要求6所述的热管的溅射工艺，其特征在于：片状金属网传导功率为5W以内时，其目数控制为40-85，或片状金属网传导功率为15W以内时，其目数控制为50-180。
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