CN113865395A - 一种具有复合毛细结构的热管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种具有复合毛细结构的热管制造方法，所述具有复合毛细结构的热管制造方法包括步骤A，提供圆形中空管体，此外，提供第一芯棒和第二芯棒；步骤B，提供粉末和第二毛细结构；步骤C，将第一芯棒***中空管体中，再将粉末置入至少两个容置槽中，进行高温烧结；步骤D，将第二毛细结构置入至少两个第一毛细结构间，***第二芯棒，进行高温烧结，使得毛细结构粘接在管体的内壁面上，拔出第二芯棒；步骤E，封闭管体一端，填充工作介质，抽真空并封闭管体的另一端，将管体打扁成扁平形热管，获得具有复合毛细结构的热管。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有复合毛细结构的热管制造方法。
背景技术
随着科技的发展，计算机更新换代越来越快，计算机热源产生的热量也越来越多，使得对散热装置的要求也越来越高。
现有散热装置通常包括一热管及若干散热片，该热管的一端与热源导热连接，热管的另一端与散热片接合。目前热管的毛细结构通常是以单独编织网或单独的铜粉构成，编织网的渗透率强，毛细力差，而铜粉的渗透率差，毛细力强，且由于编织网较薄且软，容易在置入时产生偏位；在***芯棒时，芯棒会对编织网产生拉扯，使得毛细结构会产生褶皱、不平，导致热管的工作效率降低，增加工作难度，对产能造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有复合毛细结构的热管制造方法，旨在解决现有毛细结构易偏位的问题。
本发明解决其技术问题所提供的技术方案如下：
一种具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，包括：
步骤A，提供圆形中空管体；此外，提供第一芯棒和第二芯棒，所述第一芯棒呈圆柱状，第一芯棒的外圆周面上沿轴向开设至少两个容置槽，所述第二芯棒的外周面上形成有切面；
步骤B，提供粉末和第二毛细结构；
步骤C，将第一芯棒***中空管体中，再将粉末置入所述至少两个容置槽中，对植入有第一芯棒及粉末的管体进行高温烧结，以使得所述粉末在容置槽内形成与管体的内壁面粘接的至少两个凸柱状的第一毛细结构，然后拔出第一芯棒；
步骤D，将所述第二毛细结构置入至少两个第一毛细结构间，***第二芯棒，所述第二芯棒的切面与第一毛细结构及第二毛细结构相对，所述第二毛细结构被限制于切面、至少两个所述第一毛细结构及管体的内壁面之间，高温烧结，使得第二毛细结构粘接在管体的内壁面上，然后拔出第二芯棒；
步骤E，执行完步骤D后，封闭所述管体的一端，填充工作介质于所述管体内，抽真空并封闭所述管体的另一端，将所述管体打扁成扁平形热管，获得具有复合毛细结构的热管。
进一步地，所述粉末为金属粉末及陶瓷粉末。
进一步地，所述第一毛细结构及第二毛细结构在轴向上的长度相同。
进一步地，第二毛细结构为金属纤维束。
进一步地，所述第一毛细结构的底端至顶端在管体径向方向上具有高度L1,第二毛细结构在管体径向方向上具有高度D1，所述D1/L1为大于等于0.85且小于等于1.15。
进一步地，所述管体包括顶壁和底壁，所述顶壁与底壁相对设置，执行完步骤D后，所述第一毛细结构与第二毛细结构的底端粘接在管体的底壁上，执行完步骤E后，第一毛细结构和/或第二毛细结构的顶端粘接在管体的顶壁上。
进一步地，第一毛细结构及第二毛细结构在轴向上的长度与管体轴向上的长度相同。
进一步地，所述管体的直径大于等于4mm且小于等于10mm，在执行完步骤F后，所述扁平形热管的厚度不小于0.5mm，所述第一毛细结构的宽度大于等于0.3mm且小于等于3.5mm。
进一步地，所述管体的材料为铜或铝。
本发明中还有一种具有复合毛细结构的热管，其特征在于：通过如权利要求1至8项中任意一项所述的制造方法制得。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明热管的具有复合毛细结构热管制造方法能够使得毛细结构在置入时不会产生偏位，提高产品良率及其性能。
附图说明
下面将结合视图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明中第一毛细结构和第二毛细结构在管体中经烧结完成后的位置关系示意图。
图2是第一芯棒的剖面示意图。
图3是第二芯棒的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参照图1至图3所示，为本发明具有复合毛细结构的热管制造方法的较佳实施方式。所述具有复合毛细结构的热管制造方法包括如下步骤：
步骤A，提供一圆形中空管体10，该管体10的壁厚均匀，由铜等导热性能良好的材料制成，可以将管体10外部的热量传递至内部，且使用前需将该管体10内部清除干净，去除毛刺，然后将管体10放入到稀硫酸中使用超声波清洗，清洗干净后，得到一根内外壁光滑，无氧化物的管体10；
此外，提供均采用耐高温、高强度的材料制得的第一芯棒11和第二芯棒12(如高强度的钢棒，或者陶瓷棒等)，所述第一芯棒11和第二芯棒12呈长条圆柱状。第一芯棒11的外圆周面上沿轴向开设两个容置槽111，该容置槽111用于容纳第一毛细结构15；第二芯棒12的外圆周面上形成有切面121，沿第二芯棒12的轴向方向延伸形成。
具体地，第一芯棒11与第二芯棒12在热管的制作过程中起定位的作用，用于形成复合毛细结构，且第一芯棒11与第二芯棒12的直径略小于管体10的内径，在本申请中，第一芯棒11***管体10的深度与第二芯棒12***管体10的深度相同。
步骤B，提供粉末13和第二毛细结构14，粉末13可以是金属粉末，如铜粉等，也可以是陶瓷粉末；第二毛细结构14为纤维束，该纤维束包括多根金属纤维，纤维束整体呈现出扁平的条带。
步骤C，将第一芯棒11***中空管体10中，再将粉末13置入两个容置槽111中，置入后需振动管体10，使得金属粉末颗粒结合紧密，最后将填粉后的管体10放入高温烧结炉内烧结，烧结粉末13，在烧结过程中，需把控烧结炉峰值温度在980至1020度之间(根据热管产品要求的渗透率规定)，烧结完成后拔出第一芯棒11。
具体地，所述管体10的内壁面定义有顶壁101和底壁102，该顶壁101与底壁102相对设置，且呈弧形状。
具体地，粉末1315在容置槽111内烧结形成与管体10内壁面粘接的两个呈凸柱状的第一毛细结构15，该第一毛细结构15包括顶面、两个侧面和一个底面，该底面贴合于管体10的底壁102上，呈弧形，底面与该顶面相对设置，另外两个侧面垂直于顶面相对设置，且该两个侧面与顶面相互连接。
步骤D，在执行完步骤C后，将第二毛细结构14置入两个第一毛细结构15间，***第二芯棒12，该第二芯棒12的切面121与第一毛细结构15及第二毛细结构14的顶面相对或贴合，第二毛细结构被限制于切面121、两个第一毛细结构15及管体10的内壁面之间，且第一毛细结构15与第二毛细结构14在轴向上的长度相同。将管体10放入高温烧结炉烧结，对第一毛细结构15与第二毛细结构14同时进行高温烧结，形成复合结构，使得复合结构粘接在管体10的内壁面上，烧结完成后，拔出第二芯棒12。
具体地，第一毛细结构15为粉末烧结形，设置在管体10的底壁102上，两个第一毛细结构15间隔设置，使得第二毛细结构14置入管体10时更加方便，并且起到了对第二毛细结构14的定位作用，且第一毛细结构15与第二毛细结构14在轴向上的长度与管体10轴向上的长度相同。该第一毛细结构15的底端151至顶端152在管体10径向方向上具有高度L1,第二毛细结构14在管体10径向方向上具有高度D1，D1/L1大于等于0.85小于等于1.15。在本申请中，当D1/L1为0.85/1时，复合结构的毛细力与渗透率最佳。该第一毛细结构15的底端151呈弧形，使得第一毛细结构15与管体10底壁102贴合紧密。
具体地，在***第二芯棒12时，第二芯棒12的切面121需高于凸柱15或与凸柱15的顶端152平齐，使得第二芯棒12在***时不会破坏烧结完成的第一毛细结构15，且留有间隙烧结第二毛细结构14，使得第一毛细结构15不会落入第二毛细结构14中，堵塞第二毛细结构14的缝隙，增强了毛细力；烧结完成后，第一毛细结构15与第二毛细结构14相连并成为一个整体，形成复合毛细结构。
步骤E，执行完步骤D后，封闭管体10的一端，向管体10内填充工作介质，该工作介质为汽化热高、流动性好、化学性质稳定、沸点较低的液态工作液体，如水、酒精、甲醇等。然后使用抽真空设备将管体10内抽真空，使得工作介质可以在散热过程中更好的循环；最后用封管工艺对管体10的另一端进行封管处理，将管体10进行打扁，形成扁平式热管，获得具有复合毛细结构的热管。
本发明具有复合毛细结构的热管制造方法，在实际生产过程中，适用直径大于等于4mm且小于等于10mm的管体10，在执行完步骤F后，管体10配合本发明的打扁后的热管厚度不小于0.5mm及第一毛细结构15的宽度大于等于0.3mm且小于等于3.5mm的技术特征，即确保第一毛细结构15与管体10结合较为稳固，提高第二毛细结构14的定位效率，增强复合毛细结构的毛细力，提高热管的散热效率。
将两种打扁前的热管进行对比，具体来说，将一根使用现有技术制成的只具有粉末烧结毛细结构的散热管与本申请中的制造方法制造出的热管做对比，如表1所示。
表1 散热管与热管的性能对比
如表1所示，本申请中制成的具有复合毛细结构的热管在水平状态下的传热量的比运用现有技术制成的具有单一粉末毛细结构的热管在水平状态下的传热量高出约27％，且在倾斜状态下本申请中制成的具有复合毛细结构的热管的传热量的比运用现有技术制成的具有单一粉末毛细结构的热管的传热量高出约33％。
传热量的值越大，说明热管的性能越好，与现有技术相比，本申请中具有复合毛细结构的热管无论在水平状态下，还是在倾斜状态下，其传热量都比具有单一粉末毛细结构的热管要高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，包括：
步骤A，提供圆形中空管体(10)；此外，提供第一芯棒(11)和第二芯棒(12)，所述第一芯棒(11)呈圆柱状，第一芯棒(11)的外圆周面上沿轴向开设至少两个容置槽(111)，所述第二芯棒(12)的外周面上形成有切面(121)；
步骤B，提供粉末(13)和第二毛细结构(14)；
步骤C，将第一芯棒(11)***中空管体(10)中，再将粉末(13)置入所述至少两个容置槽(111)中，对植入有第一芯棒(11)及粉末(13)的管体(10)进行高温烧结，以使得所述粉末(13)在容置槽(111)内形成与管体(10)的内壁面粘接的至少两个凸柱状的第一毛细结构(15)，然后拔出第一芯棒(11)；
步骤D，将所述第二毛细结构(14)置入至少两个第一毛细结构(15)间，***第二芯棒(12)，所述第二芯棒(12)的切面(121)与第一毛细结构(15)及第二毛细结构(14)相对，所述第二毛细结构(14)被限制于切面(121)、至少两个所述第一毛细结构(15)及管体(10)的内壁面之间，高温烧结使得第二毛细结构(14)粘接在管体(10)的内壁面上，然后拔出第二芯棒(12)；
步骤E，执行完步骤D后，封闭所述管体(10)的一端，填充工作介质于所述管体(10)内，抽真空并封闭所述管体(10)的另一端，将所述管体(10)打扁成扁平形热管，获得具有复合毛细结构的热管。
2.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，所述粉末(13)为金属粉末或陶瓷粉末。
3.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于所述第一毛细结构(15)及第二毛细结构(14)在轴向上的长度相同。
4.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，所述第二毛细结构(14)为金属纤维束。
5.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，所述第一毛细结构(15)的底端(151)至顶端(152)在管体(10)径向方向上具有高度L1,第二毛细结构(14)在管体(10)径向方向上具有高度D1，所述D1/L1为大于等于0.85且小于等于1.15。
6.根据权利要求1至5项中任意一项所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，所述管体(10)包括顶壁(101)和底壁(102)，所述顶壁(101)与底壁(102)相对设置，执行完步骤D后，所述第一毛细结构(15)与第二毛细结构(14)的底端粘接在管体(10)的底壁(102)上，执行完步骤E后，第一毛细结构(15)和/或第二毛细结构(14)的顶端粘接在管体(10)的顶壁(101)上。
7.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于所述第一毛细结构(15)及第二毛细结构(14)在轴向上的长度与管体(10)轴向上的长度相同。
8.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于，所述管体(10)的直径大于等于4mm且小于等于10mm，在执行完步骤F后，所述扁平形热管的厚度不小于0.5mm，所述第一毛细结构(15)的宽度大于等于0.3mm且小于等于3.5mm。
9.根据权利要求1所述的具有复合毛细结构的热管制造方法，其特征在于：所述管体(10)的材料为铜或铝。
10.一种具有复合毛细结构的热管，其特征在于：通过如权利要求1至9项中任意一项所述的制造方法制得。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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