CN108801019A - 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 - Google Patents
一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108801019A CN108801019A CN201810836443.2A CN201810836443A CN108801019A CN 108801019 A CN108801019 A CN 108801019A CN 201810836443 A CN201810836443 A CN 201810836443A CN 108801019 A CN108801019 A CN 108801019A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core structure
- liquid sucting
- sucting core
- heat transfer
- tube body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 2
- 238000005213 imbibition Methods 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F11/00—Arrangements for sealing leaky tubes and conduits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，包括抽真空的管体，管体内为一密封内腔，密封内腔灌注液体工质，管体的中部内侧设有多层吸液芯结构，管体的两端内侧设有单层吸液芯结构。还涉及一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法。本发明具有多层吸液芯结构，其毛细性能和散热性能是多层吸液芯结构的叠加，相较于传统单层吸液芯结构的相变传热元件，其传热性能得到了极大的提升，能够满足高热流密度散热场合的需求，属于相变传热领域。
Description
技术领域
本发明涉及相变传热领域，具体涉及一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法。
背景技术
相变传热元件具有极高的热导率和良好的均热特性，自问世以来就得到了广泛的应用。由于传统加工方法制作的吸液芯结构难以满足当前高热流密度散热场合的需求，特种加工方法被逐渐应用于高性能吸液芯结构的加工，高性能热管得到了研究和生产，但是特种加工方法昂贵的设备成本、生产效率低等不足限制了高性能相变传热元件的大规模应用。
针对现阶段电子设备高散热需求和相变传热元件较低散热能力之间的矛盾，提出一种具有多层吸液芯结构的热管，该热管具有多层吸液芯结构，其毛细性能和传热性能得到了极大提高；同时，其生产制作方法简单，成本低廉，能够适用于大批量工业化生产及应用。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种能够满足高热流密度散热场合的需求的具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，包括抽真空的管体，管体内为一密封内腔，密封内腔灌注液体工质，管体的中部内侧设有多层吸液芯结构，管体的两端内侧设有单层吸液芯结构。
作为一种优选，一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，包括多层金属层，金属层的内侧设有吸液芯结构；管体的两端为一层金属层，管体的中部从外往内依次堆叠多层金属层。
作为一种优选，金属层为铝层或铜层。
作为一种优选，吸液芯结构为微沟槽结构、纤维烧结结构、粉末烧结多孔结构、泡沫金属结构、丝网烧结结构中的一种或几种。
作为一种优选，管体中部的吸液芯结构的总层数为2-5层；单层吸液芯结构的轴向长度为5～10mm。
作为一种优选，液体工质为去离子水或丙酮。
一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法，包括如下步骤：在“T”形金属片的表面加工吸液芯结构；“T”形金属片由小端向大端开始卷曲，最终“T”形金属片经过卷曲、烧结、焊接形成管体结构，“T”形金属片的大端两端形成管体两端；对管体灌注液体工质后抽真空密封。
作为一种优选，烧结步骤使用的***管体的芯棒为不锈钢棒、陶瓷棒或石墨棒，芯棒的直径为管体的内径。
作为一种优选，焊接工艺为回流焊、惰性气体保护焊或激光焊接。
作为一种优选，抽真空密封处理后，真空度低于50Pa；液体工质的灌注量是多层吸液芯结构容积的10％～80％。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.具有多层吸液芯结构，其毛细性能和散热性能是多层吸液芯结构的叠加，相较于传统单层吸液芯结构的相变传热元件，其传热性能得到了极大的提升，能够满足高热流密度散热场合的需求。
2.具有多层吸液芯结构的相变传热元件通过卷曲、烧结和焊接等工艺由“T”形金属片制作，其吸液芯结构可以采用传统加工手段制作，制作工艺简单；通过烧结工艺减小吸液芯结构层与层之间的热阻，焊接工艺形成密闭内腔，保证热管的密封性。与采用特种加工手段制作的高效热管相比，其加工效率高，成本低廉，能够满足大批量生产及应用的需求。
3.具有良好毛细性能、较高极限功率。
附图说明
图1是具有多层吸液芯结构的相变传热元件的截面图。
图2是具有多层吸液芯结构的相变传热元件的局部放大图。
图3是具有微沟槽结构吸液芯的“T”形金属片。
其中，1为管体，2为密封内腔，11为单层吸液芯结构，12为多层吸液芯结构。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，包括相变传热元件管体，该相变传热元件管体由“T”形铜片经卷曲、烧结工艺制成，传热元件管体两端具有单层微沟槽结构吸液芯，传热元件管体中部具有多层微沟槽结构吸液芯；传热元件管体两端及侧壁连接缝密封，形成一密封内腔，密封内腔内部灌注去离子水作为液体工质，后抽真空处理并密封。
“T”形铜片表面具有微沟槽结构，在本实施例中，“T”形铜片的厚度为0.2mm，微沟槽结构采用犁切-挤压工艺进行加工，深度约为0.12mm。“T”形铜片从小端开始向大端进行卷曲，如图3中箭头所示，以使得“T”形铜片大端形成传热元件管体两端的单层微沟槽结构吸液芯，传热元件管体两端的单层吸液芯结构具有储存液体工质的作用，保证液体工质能够进入中部的每一层吸液芯。将卷曲后的“T”形铜片缠绕在石墨芯棒上，石墨芯棒直径与热管管体内径相同，本实施例中热管管体内径约为4mm，外径约为6mm，然后使用模具将卷曲后的铜片和芯棒进行装夹，并放入真空气氛保护电阻炉中进行烧结处理，以减小多层吸液芯之间的接触热阻，本实施例中的烧结温度为850℃，保温时间为1h。烧结完成后，对传热元件管体侧壁连接缝进行焊接处理，本实施例采用回流焊接工艺，首先在侧壁连接缝均匀涂抹低温焊膏，并使用模具装夹，然后进行加热、保温处理，以保证焊膏充分融化并填满侧壁连接缝，保证热管管体的气密性。
对焊接完成后的热管管体一端进行缩口、焊接密封处理，然后对另一端进行缩口，并进行抽真空、灌注工质，本实施例中采用去离子水作为工质，充液率为60％，完成后采用惰性气体保护焊进行密封处理。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，包括抽真空的管体，管体内为一密封内腔，密封内腔灌注液体工质，其特征在于：管体的中部内侧设有多层吸液芯结构，管体的两端内侧设有单层吸液芯结构。
2.按照权利要求1所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，其特征在于：包括多层金属层，金属层的内侧设有吸液芯结构；管体的两端为一层金属层，管体的中部从外往内依次堆叠多层金属层。
3.按照权利要求2所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，其特征在于：金属层为铝层或铜层。
4.按照权利要求2所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，其特征在于：吸液芯结构为微沟槽结构、纤维烧结结构、粉末烧结多孔结构、泡沫金属结构、丝网烧结结构中的一种或几种。
5.按照权利要求1所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，其特征在于：管体中部的吸液芯结构的总层数为2-5层；设有单层吸液芯结构的管体端部的轴向长度为5～10mm。
6.按照权利要求1所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件，其特征在于：液体工质为去离子水或丙酮。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：在“T”形金属片的表面加工吸液芯结构；“T”形金属片由小端向大端开始卷曲，最终“T”形金属片经过卷曲、烧结、焊接形成管体结构，“T”形金属片的大端两端形成管体两端；对管体灌注液体工质后抽真空密封。
8.按照权利要求7所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法，其特征在于：烧结步骤使用的***管体的芯棒为不锈钢棒、陶瓷棒或石墨棒，芯棒的直径为管体的内径。
9.按照权利要求7所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法，其特征在于：焊接工艺为回流焊、惰性气体保护焊或激光焊接。
10.按照权利要求7所述的一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件的制造方法，其特征在于：抽真空密封处理后，真空度低于50Pa；液体工质的灌注量是多层吸液芯结构容积的10％～80％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810836443.2A CN108801019B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810836443.2A CN108801019B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108801019A true CN108801019A (zh) | 2018-11-13 |
| CN108801019B CN108801019B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=64078284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810836443.2A Active CN108801019B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108801019B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113137886A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-20 | 南京工业职业技术大学 | 一种5g手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129297A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-06-01 | Showa Alum Corp | ヒ−トパイプ |
| CN101410685A (zh) * | 2006-03-03 | 2009-04-15 | 伊路米耐克斯公司 | 具有纳米结构吸液芯材料的热管 |
| CN102305564A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-01-04 | 华南理工大学 | 一种纤维烧结式微热管及其制造方法 |
| CN104764349A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-08 | 广东新创意科技有限公司 | 一种复合型吸液芯超薄热管及其制造方法 |
| CN105202956A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 江苏格业新材料科技有限公司 | 钼铜或钨铜合金等热沉材料为基板的复合均热板制造方法 |
| CN106017176A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 华南理工大学 | 一种手机散热用超薄热管及其制造方法 |
| CN107167008A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-15 | 华北电力大学 | 一种超薄平板热管及其制造方法 |
| CN208998614U (zh) * | 2018-07-26 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件 |
-
2018
- 2018-07-26 CN CN201810836443.2A patent/CN108801019B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129297A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-06-01 | Showa Alum Corp | ヒ−トパイプ |
| CN101410685A (zh) * | 2006-03-03 | 2009-04-15 | 伊路米耐克斯公司 | 具有纳米结构吸液芯材料的热管 |
| CN102305564A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-01-04 | 华南理工大学 | 一种纤维烧结式微热管及其制造方法 |
| CN105202956A (zh) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 江苏格业新材料科技有限公司 | 钼铜或钨铜合金等热沉材料为基板的复合均热板制造方法 |
| CN104764349A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-08 | 广东新创意科技有限公司 | 一种复合型吸液芯超薄热管及其制造方法 |
| CN106017176A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 华南理工大学 | 一种手机散热用超薄热管及其制造方法 |
| CN107167008A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-15 | 华北电力大学 | 一种超薄平板热管及其制造方法 |
| CN208998614U (zh) * | 2018-07-26 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113137886A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-20 | 南京工业职业技术大学 | 一种5g手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108801019B (zh) | 2024-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104226870B (zh) | 一种用于铝-不锈钢复合管的热等静压成型的包套方法 | |
| CN104896983B (zh) | 一种超薄泡沫银为吸液芯的均热板制造方法 | |
| CN208998614U (zh) | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件 | |
| CN103556193A (zh) | 紫铜表面超亲水结构制备方法及用该方法制造的紫铜微热管 | |
| CN109834356A (zh) | 一种复杂双合金锥体结构的制作方法 | |
| CN110763059A (zh) | 一种超薄均温板及其制造方法 | |
| CN108801019A (zh) | 一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法 | |
| CN104227338A (zh) | 一种空间飞行器热控用铝-不锈钢复合管的制备方法 | |
| CN112719821A (zh) | 一种超薄真空腔均热板复合材料及其密封成型方法 | |
| CN114485239A (zh) | 一种热开关热管及其制备方法 | |
| CN215832540U (zh) | 一种超轻高性能铜铝复合均热板 | |
| CN104607878A (zh) | W/Cu/CuCrZr复合构件的制备方法 | |
| CN109708500A (zh) | 超薄热管及其端口封合工艺 | |
| CN211425160U (zh) | 均温板 | |
| CN103727823A (zh) | 一种用于竖式热管冷凝器的复合外结构热管及其制造方法 | |
| CN105355526A (zh) | 一种小型化收集极的引线封接方法及其封接结构 | |
| CN110360860A (zh) | 一种钎焊式均热板的加工方法 | |
| CN203642759U (zh) | 一种用于竖式热管冷凝器的复合外结构热管 | |
| CN216694604U (zh) | 一种热开关热管 | |
| CN114045410A (zh) | 一种多层钼铜热沉复合材料的制备方法 | |
| CN109341393B (zh) | 多种毛细吸液芯的分离式微通道铝热管管坯及其制造方法 | |
| CN111043884A (zh) | 一种手机薄型复合热导管的制作方法 | |
| CN106403672A (zh) | 分段超薄相变热管及其制备方法 | |
| CN108871025A (zh) | 一种扩口热导管及其制作方法 | |
| CN111043883A (zh) | 一种手机薄型热导管的制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |