一种基于相变材料的散热器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于相变材料的散热器，所述散热器包括相变装置，至少一根热管，多片散热翅片和风扇；所述相变装置包括外壳和位于所述外壳内的用于填充相变材料的内腔；所述外壳设有位于所述内腔外的过孔，所述热管具有吸热段和放热段，吸热段穿过所述过孔并且放热段向上延伸；所述热管的放热段套装多片散热翅片；所述多片散热翅片的一侧加装风扇。本发明专利技术提供的散热器密封性好、散热能力强、散热稳定性好，能延长CPU等电子元器件的工作时间，提高电子元器件工作的可靠性、稳定性及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相变材料的散热器
本专利技术涉及电子温控领域，尤其涉及一种用于CPU散热的基于相变材料的散热器。
技术介绍
中央处理器(CPU)是电脑的核心电子元器件，随着人们对计算机计算能力需求的增加，CPU计算负荷也越来越大。目前计算机CPU的功耗已经达到80W左右，表面热流密度高达104～105W/m2。高功率、高频率的计算导致CPU温度升高，缩短了CPU的使用寿命，降低了CPU的性能。相变材料在相变过程中伴随着大量的相变潜热，能够吸收或释放大量的能量且相变过程近似等温，利用相变材料这一特性可以实现对物体的温度控制，它在航空航天、太阳能利用、热能回收等领域有广泛的应用前景。热管是一种具有很高传热能力的元件，它能够把大量的热通过很小的截面积远距离地传输并且无需外加动力，具有卓越的传热效率及可靠性、隔离性、低阻力、体积小、可控制等优点。将相变材料的储热技术与热管的传热技术有效地结合起来，实现对电子元器件热功耗的快速转移、定向储存的功能，从而达到对电子元器件温度控制的作用。中国专利申请CN201610067053公开了一种基于金属相变材料和热管的一体化散热器，该装置中的金属相变材料和热管嵌合在一起，且热管的吸热端穿过容纳相变材料的腔体，使得腔体密封不严实，导致金属相变材料容易泄露；在腔体容纳有相变材料的情况下，在制造或者维修的过程中进行焊接时容易破坏内部的相变材料的性质，导致相变材料性能劣化；金属相变材料具有腐蚀性，热管与相变材料直接接触，容易造成热管腐蚀，缩短散热器的使用寿命，虽然可通过对腔体内表面以及热管的外表面进行镀层处理或氧化处理，可以在一定程度上防止腔体或热管被低熔点金属腐蚀，但是如此会增加制作工序，增加制作成本，而且热管外壳材料一般为铜，而铜的表面处理工艺复杂；此外，热管的放热端穿插在相变材料之中，热管会将吸收的热量快速高效传递到整个相变材料的内部，而不是直接散失到空气中，增加了相变材料的吸热负担；相变材料熔融之前会导致短时间内热量存储在相变材料之中而无法散失至空气之中，即使热管外部加装翅片(翅片也置于腔体内，未直接与外部环境直接接触)以及腔体外部加装散热翅片辅助散热也无法避免地给相变材料造成散热压力，使得相变材料散热不稳定，存在引起热源温度过高的隐患，容易造成电子元器件工作不可靠或不稳定。
技术实现思路
为了解决一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种密封性好、散热能力强、散热稳定性好的基于相变材料的散热器，从而延长电子元器件的工作时间，提高电子元器件工作的可靠性与稳定性。本专利技术提供了一种基于相变材料的散热器，所述散热器包括相变装置，至少一根热管，多片散热翅片和风扇；所述相变装置包括外壳和位于所述外壳内的用于填充相变材料的内腔；所述外壳设有位于所述内腔外的过孔，所述热管具有吸热段和放热段，吸热段穿过所述过孔并且放热段向上延伸；所述热管的放热段套装多片散热翅片；所述多片散热翅片的一侧加装风扇。优选地，所述相变装置还包括盖板；所述内腔靠近所述盖板的一侧套设有密封圈。优选地，所述过孔设置在所述内腔的下方；和/或所述热管为U形热管，所述热管的吸热段横向穿过所述过孔。优选地，所述多片散热翅片具有供热管穿过的通孔，所述热管穿过所述通孔从而使得所述多片散热翅片套装在所述热管上。优选地，所述热管的数量为3～5根，所述热管的直径为6～8mm；所述散热翅片的数量为30～50片；所述风扇的直径为90～150mm。优选地，所述内腔呈圆柱状，所述内腔的直径为36～38mm，长度为45～48mm；所述相变装置呈长方体状，长度为50mm，宽度为50mm，并且高度为60mm。优选地，所述外壳的材料为铝合金；所述热管的管壁的材料为铜；所述散热翅片的材料为铝合金或铜。优选地，所述相变材料为相变温度为60～86℃的固液相变材料；所述热管内部的介质材料的沸点温度低于所述相变材料的相变温度，优选的是，所述介质材料的沸点温度比所述相变材料的相变温度低10～15℃。优选地，所述相变材料为导热相变材料；所述导热相变材料包含相变材料和导热填料。优选地，所述导热填料为泡沫铜；所述泡沫铜的孔密度为20～40ppi，孔隙率为85％～95％。本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：1、本专利技术将相变材料的储热技术与热管的传热技术有效地结合起来，实现对电子元器件热功耗的快速转移的功能，从而达到对电子元器件温度控制的作用。2、本专利技术中相变材料填充在相变材料的内腔内，且通过密封圈(例如硅橡胶密封圈)和盖板(例如螺栓紧固盖板)进一步实现了对相变装置的密封，相变装置的密封性好，相变材料不会泄露；此外，盖板的设置还便于更换相变装置中的相变材料，进一步延长了本专利技术散热器的使用寿命。3、本专利技术中相变材料填充在内腔内，热管从外壳的过孔穿过，相变材料不与热管直接接触，不存在相变材料腐蚀热管的问题；且相变材料和热管吸收的热量直接向空气中散失，即使在相变材料达到相变温度熔融之前，热管也会将相变材料吸收的热量高效快速地传递给散热翅片，利用风扇带走，因而相变材料不存在散热压力的问题，使得本专利技术中的散热器散热能力强，散热稳定性好。4、本专利技术作为CPU等电子元器件的散热器，前期热量是优先通过热管、翅片和风扇散热的，只有在较高的温度(例如相变温度)下，相变材料才发挥主要作用，减少了相变材料吸热负担，延长了相变材料的使用寿命；本专利技术可延长电子元器件的工作时间，提高电子元器件工作的可靠性、稳定性及使用寿命。附图说明图1是本专利技术的散热器的一个具体实施方式的立体示意图。图2是图1所示散热器的正视图。图3是图1所示散热器的侧视图。图4是图1所示散热器的仰视图。图5是图1所示散热器所采用的盖板的示意图。图6是本专利技术中的相变装置的一个具体实施方式在去掉盖板的情况下的立体示意图。图7是图6所示的相变装置的正视图。图8是沿着图7所示的A-A线剖取的剖视图。图中：1：外壳；2：热管；3：散热翅片；4：风扇；5：内腔；6：盖板；7：密封圈；8：过孔；9：通孔。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种基于相变材料的散热器，如图1所示。所述散热器包括相变装置，至少一根热管2，多片散热翅片3和风扇4；所述相变装置包括外壳1和位于所述外壳1内的用于填充相变材料的内腔5；所述外壳1设有位于所述内腔5外的过孔8，所述热管2具有吸热段和放热段，吸热段穿过所述过孔8并且放热段向上延伸；所述热管2的放热段套装多片散热翅片3；所述多片散热翅片3的一侧加装风扇4。在本专利技术中，所述风扇4优选为加装在与所述多片散热翅片垂直的侧面。所述热管2的吸热段穿过所述过孔8并以焊接的方式固定，所述热管2的放热段向上延伸且与所述相变装置的底部垂直。本专利技术中的相变装置作为热沉，放置在CPU等电子元器件之上。根据一些优选的实施方式，所述相变装置还包括盖板6(例如螺栓紧固盖板)，如图5所示。所述内腔5靠近所述盖板6的一端套设有密封圈7(例如硅橡胶密封圈)，如图6所示。所述盖板6和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相变材料的散热器，其特征在于：所述散热器包括相变装置，至少一根热管(2)，多片散热翅片(3)和风扇(4)；所述相变装置包括外壳(1)和位于所述外壳(1)内的用于填充相变材料的内腔(5)；所述外壳(1)设有位于所述内腔(5)外的过孔(8)，所述热管(2)具有吸热段和放热段，吸热段穿过所述过孔(8)并且放热段向上延伸；所述热管(2)的放热段套装多片散热翅片(3)；所述多片散热翅片(3)的一侧加装风扇(4)。

【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料的散热器，其特征在于：所述散热器包括相变装置，至少一根热管(2)，多片散热翅片(3)和风扇(4)；所述相变装置包括外壳(1)和位于所述外壳(1)内的用于填充相变材料的内腔(5)；所述外壳(1)设有位于所述内腔(5)外的过孔(8)，所述热管(2)具有吸热段和放热段，吸热段穿过所述过孔(8)并且放热段向上延伸；所述热管(2)的放热段套装多片散热翅片(3)；所述多片散热翅片(3)的一侧加装风扇(4)。2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述相变装置还包括盖板(6)；所述内腔(5)靠近所述盖板(6)的一侧套设有密封圈(7)。3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述过孔(8)设置在所述内腔(5)的下方；和/或所述热管(2)为U形热管，所述热管(2)的吸热段横向穿过所述过孔(8)。4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述多片散热翅片(3)具有供热管(2)穿过的通孔(9)，所述热管(2)穿过所述通孔(9)从而使得所述多片散热翅片(3)套装在所述热管(2)上。5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述热管(2)的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张靖驰，金兆国，张雅倩，党广洲，纪旭阳，陈建，丁颇，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11