一种超薄平板热管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种超薄平板热管及其制造方法。吸液芯包括一层多孔介质底层、并排的多根多孔介质丝，且多孔介质丝与管壳顶部接触，热管内部的吸液芯，以及多孔介质丝与管壳内部上表面之间的尖角区，多孔介质丝与多孔介质底层之间的尖角区，在有限的空间内提供了足够大的液体回流毛细驱动力，而并列的多孔介质丝之间形成的空间提供了蒸汽流通的通道，且蒸汽通道之间相连通，合理匹配汽‑液相分布，利于蒸汽与冷凝液体的流动。本发明专利技术所述超薄平板热管，在各种角度下均能够保持高效运行，反重力运行性能优良，可承受热流密度大。经进一步改性处理后的热管，其传热性能进一步得到显著提高。

Ultrathin flat heat pipe and manufacturing method thereof

The invention relates to an ultrathin flat heat pipe and a manufacturing method thereof. A plurality of porous silk wick comprises a layer of porous medium bottom, side by side, and the porous medium wire contact with the shell top heat pipe wick inside, and the porous medium wire and tube shell on the surface between the cusp region, between the wire and the porous medium porous medium bottom corner area, in the limited space provides a large enough liquid return capillary driving force, formed between the porous medium wire parallel space provides steam distribution channels, and the steam passage is communicated with the steam reasonable matching liquid distribution, for steam and condensate flow body. The ultra-thin flat plate heat pipe of the invention can maintain efficient operation at various angles, and has excellent operation performance of anti gravity and can withstand large heat flux. After further modification, the heat transfer performance of the heat pipe is further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种超薄平板热管及其制造方法
本专利技术属于热管
，特别涉及一种超薄平板热管及其制造方法。
技术介绍
电子元件朝着微型化、集成化、高运算速度方向发展，例如手机、笔记本电脑、高热流芯片等微型电子元器件的热流密度越来越高，其性能将受到散热能力的制约。热管作为一种相变传热装置，其本身无需外界的能量就可以自驱动，具有体积小、重量轻、传热性能高等优点，广泛应用于电子器件的冷却。热管内部吸液芯主要有沟槽、丝网、多孔介质以及复合结构等。沟槽式的吸液芯槽道提供液体回流的渠道，但是毛细驱动力较小，并且对槽道深度和宽度要求较高；丝网式的吸液芯具有较好的传热性能，但是制造工艺复杂；多孔介质式吸液芯能够提供较大的毛细力，传热量较大，但是液体回流阻力也较大。传统的以铜丝作为吸液芯的热管，铜丝与管壳之间形成的尖角区作为液体回流的渠道，加工制作较为简单，但是尖角区提供的毛细力有限。当热管厚度较薄时，传统热管容易达到传热极限，造成传热恶化，临界热流密度较低，并且反重力运行效果差，传热性能较差。受到电子器件的尺寸和高热流的限制，热管必须满足轻薄、具有较高传热性能以及加工制作简单等要求，因此，研制新型的超薄平板热管，已经是当今热管技术研究的重要课题。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种超薄平板热管及其制造方法。一种超薄平板热管，包括形成密闭空腔的管壳1，在管壳1内的底部设有多孔介质底层2，在多孔介质底层2与管壳1的顶部之间并排设有多孔介质丝3，多孔介质丝3与管壳1的顶部相接触，且多孔介质丝3之间相隔开。优选地，所述多孔介质底层2与管壳1的四个侧壁之间相隔开。优选地，所述多孔介质丝3沿热管轴向平行排列，且其两端与多孔介质底层2的两端平齐。优选地，相邻多孔介质丝3之间的中心距W为多孔介质丝3直径的2～2.5倍。优选地，所述多孔介质底层2与管壳1的底部、多孔介质丝3之间烧结连接；所述多孔介质丝3与管壳1的顶部之间烧结连接或自然接触；所述多孔介质丝3与管壳1的顶部之间为零切角接触。优选地，所述多孔介质丝3为由多孔介质材料33制成多孔结构的细丝状而成。优选地，所述多孔介质丝3为在金属丝31的外圆周表面覆有一层由多孔介质材料33形成的多孔介质层32。优选地，所述多孔介质丝3为在金属管34的内圆周表面和外圆周表面分别覆有一层由多孔介质材料33形成的多孔介质层32。优选地，所述多孔介质底层2采用多孔介质材料33制备而成。优选地，所述多孔介质材料33采用金属粉末；所述金属粉末的颗粒为球状、针状中的一种或者两种的混合。优选地，所述多孔介质底层2和多孔介质丝3采用亲水结构；或，所述多孔介质底层2和多孔介质丝3经过超亲水改性处理。优选地，该热管的冷凝段的冷凝面采用亲水结构；或该热管的冷凝段的冷凝面经过超疏水改性处理。一种超薄平板热管的制造方法，包括以下步骤：步骤一，烧结多孔介质底层2：在金属片11左半侧的表面烧结多孔介质底层2；步骤二，烧结多孔介质丝3：在金属丝31的外圆周表面均匀地烧结一定厚度的多孔介质材料33形成多孔介质层32，制成多孔介质丝3；或，将多孔介质材料33烧结形成多孔结构的细丝状，制成多孔介质丝3；或，在金属管34的外圆周表面和内圆周表面分别均匀地烧结一定厚度的多孔介质材料33形成多孔介质层32，制成多孔介质丝3；步骤三，组合烧结：利用定位模具将规定数量的多孔介质丝3与烧结在金属片11上的多孔介质底层2组合在一起，施加一定的压力后放入烧结炉中，进行组合烧结，使多孔介质丝3平行排列烧结在多孔介质底层2上；步骤四，二次烧结：将金属片11的右半侧沿金属片11的中心线翻折，使金属片11的右半侧表面与多孔介质丝3的上侧接触，施加一定压力后再次放入烧结炉中，进行二次烧结，使多孔介质丝3的上侧与金属片11的右半侧表面烧结在一起；步骤五，封装：将金属片11左半侧的边沿与右半侧的边沿焊接在一起，并将两端封口，形成密闭空腔的管壳1，然后注液，得到热管。另一种超薄平板热管的制造方法，与上述方法的不同之处在于，步骤四为：将所述多孔介质底层2和多孔介质丝3进行超亲水改性处理，将冷凝段的冷凝面进行超疏水改性处理；将金属片11的右半侧沿金属片11的中心线翻折，使金属片11的右半侧表面与多孔介质丝3的上侧接触。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所述的超薄平板热管，其内部吸液芯包括一层多孔介质底层、并排的多根多孔介质丝，且多孔介质丝与管壳内部上表面零切角接触，热管内部的吸液芯，以及多孔介质丝与管壳内部上表面之间的尖角区，多孔介质丝与多孔介质底层之间的尖角区，在有限的空间内提供了足够大的液体回流毛细驱动力，而并列的多孔介质丝之间形成的空间以及管状多孔介质丝的内部空间提供了蒸汽流通的通道，利于蒸汽与冷凝液体的流动。(2)本专利技术所述的超薄平板热管所用的多孔介质丝，优选的，在金属丝外圆周面烧结一层多孔介质层的方法制成，由于金属丝的力学性能好，此种多孔介质丝不易折断，并且金属丝外圆周面的多孔介质层及其尖角区能够提供大的毛细力，使热管具有力学性能好、毛细力大的优点。(3)本专利技术所述的超薄平板热管所用的多孔介质丝，优选的，由多孔介质烧结成多孔结构的细丝状制成，这种多孔介质丝中的多孔介质多，可以使热管具有更大的提高冷凝液体回流的能力，并且对蒸发段的沸腾传热起到强化作用。(4)本专利技术所述的超薄平板热管所用的多孔介质丝，优选的，在金属管内、外圆周面分别烧结多孔介质层制成，这种多孔介质丝中的金属管能够起到强化作用，使得多孔介质丝不易折断，多孔介质丝的内部空间，增大了蒸汽流通的空间，此种多孔介质丝可以使热管具有强度高、毛细力大、冷凝液体回流的能力强以及蒸汽更易流通的优点。(5)本专利技术所述的超薄平板热管，多孔介质层底层和多孔介质丝与管壳的四个侧壁之间相隔开，保证了多孔介质丝之间蒸汽通道的并联互通，增大了蒸汽流动截面积，降低蒸汽流通阻力，提高了蒸汽从蒸发段流向冷凝段的效率，更加合理的匹配汽-液相分布，提高热管的传热极限。(6)本专利技术所述的超薄平板热管中的吸液芯经过改性处理，具有超亲水性能，进一步提高蒸发传热系数以及冷凝液体的回流能力；冷凝段的冷凝面经过改性处理，具有超疏水性能，冷凝机理为滴状冷凝，能够减薄冷凝面的冷凝液膜厚度，加快蒸汽凝结速度，缩短冷凝液体回流的路径，降低冷凝传热热阻，提高冷凝传热系数，提高临界热流密度。(7)本专利技术所述的超薄平板热管具有传热性能高、毛细驱动力大、液体回流阻力小等特点，反重力运行特性优良，适用于各种角度的散热，且其厚度超薄，结构设计合理，制造方法简单，成本低廉，适合大批量生产。附图说明图1是一种实施方式中超薄平板热管的整体示意图。图2是一种实施方式中超薄平板热管的横截面图。图3是另一实施方式中超薄平板热管的横截面图。图4是再一实施方式中超薄平板热管的横截面图。图5是一种实施方式中金属片的示意图。图6是一种实施方式中金属片上烧结多孔介质底层的示意图。图7是一种实施方式中多孔介质丝的示意图。图8是一种实施方式中多孔介质丝与多孔介质底层组合示意图。图9是一种实施方式中金属片翻折示意图。标号说明：1-管壳；11-金属片；2-多孔介质底层；3-多孔介质丝；31-金属丝；32-多孔介质层；33-多孔介质材料；34-金属管；4-蒸汽通道；41-内部蒸汽通道；W-中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超薄平板热管，包括形成密闭空腔的管壳(1)，其特征在于，在管壳(1)内的底部设有多孔介质底层(2)，在多孔介质底层(2)与管壳(1)的顶部之间并排设有多孔介质丝(3)，多孔介质丝(3)与管壳(1)的顶部相接触，且多孔介质丝(3)之间相隔开。

【技术特征摘要】
1.一种超薄平板热管，包括形成密闭空腔的管壳(1)，其特征在于，在管壳(1)内的底部设有多孔介质底层(2)，在多孔介质底层(2)与管壳(1)的顶部之间并排设有多孔介质丝(3)，多孔介质丝(3)与管壳(1)的顶部相接触，且多孔介质丝(3)之间相隔开。2.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质底层(2)与管壳(1)的四个侧壁之间相隔开。3.根据权利要求2所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质丝(3)沿热管轴向平行排列，且其两端与多孔介质底层(2)的两端平齐。4.根据权利要求3所述一种超薄平板热管，其特征在于，相邻多孔介质丝(3)之间的中心距W为多孔介质丝(3)直径的2～2.5倍。5.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质底层(2)与管壳(1)的底部、多孔介质丝(3)之间烧结连接；所述多孔介质丝(3)与管壳(1)的顶部之间烧结连接或自然接触；所述多孔介质丝(3)与管壳(1)的顶部之间为零切角接触。6.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质丝(3)为由多孔介质材料(33)制成多孔结构的细丝状而成。7.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质丝(3)为在金属丝(31)的外圆周表面覆有一层由多孔介质材料(33)形成的多孔介质层(32)。8.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质丝(3)为在金属管(34)的内圆周表面和外圆周表面分别覆有一层由多孔介质材料(33)形成的多孔介质层(32)。9.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质底层(2)采用多孔介质材料(33)制备而成。10.根据权利要求6-9任一项所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质材料(33)采用金属粉末；所述金属粉末的颗粒为球状、针状中的一种或者两种的混合。11.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，所述多孔介质底层(2)和多孔介质丝(3)采用亲水结构；或，所述多孔介质底层(2)和多孔介质丝(3)经过超亲水改性处理。12.根据权利要求1所述一种超薄平板热管，其特征在于，该热管的冷凝段的冷凝面采用亲水结构；或该热管的冷凝段的冷凝面经过超疏水改性处理。13.一种超薄平板热管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，烧结多孔介质底层(2)：在金属片(11)左半侧的表面烧结多孔介...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进良，刘昌泉，赵举贵，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11