一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多层吸液芯结构的相变传热元件及其制造方法
本专利技术涉及相变传热领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：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，本专利技术采用如下技术方案：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，烧结步骤使用的插入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，本专利技术具有如下优点：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专利技术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。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术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专利技术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，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤勇，孙亚隆，万珍平，袁伟，陆龙生，李宗涛，丁鑫锐，李静蓉，汤铠瑞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44