一种难熔金属毛细芯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种难熔金属毛细芯，包括金属板、难熔金属丝网和金属钉；金属板单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网层叠放置在金属板表面，金属钉和盲孔配合，将难熔金属丝网固定到金属板上，金属钉与金属板电子束焊接连接。该结构方便成型。

【技术实现步骤摘要】
一种难熔金属毛细芯
本技术涉及一种难熔金属毛细芯，属于高温热结构领域。
技术介绍
随着经济和社会的发展，热结构的使用温度越来赿高，达到甚至超过了现有材料体系的使用温度上限。以高温热管疏导和发汗冷却为代表的半被动/主动冷却方式是解决该问题的可行性途径之一。当工作温度低于1000℃时，高温热管的壳体为高温合金或不锈钢，毛细结构为不锈钢丝网，其加工和焊接工艺比较成熟，毛细结构成型容易实现。当工作温度高于1000℃时，高温热管的壳体和毛细结构的材质均变化难熔金属，如铌合金、钼合金等，其熔点较高，热导率大，且易氧化，导致毛细结构成型困难，可靠性不高。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提出了一种难熔金属毛细芯结构，该结构方便成型。本技术的技术方案为：一种难熔金属毛细芯，包括金属板、难熔金属丝网和金属钉；金属板单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网层叠放置在金属板表面，金属钉和盲孔配合，将难熔金属丝网固定到金属板上，金属钉与金属板电子束焊接连接。优选的是，所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm，深度为0.3-0.5mm，沟槽间距为0.5-3mm。优选的是，所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目，层数为3-5层。优选的是，所述的盲孔呈倒锥形，盲孔的直径为1.0-1.6mm，深度为1.4-2.0mm，锥度为1：7到1：10。优选的是，所述的盲孔阵列间距为15-25mm，行距为20-30mm。优选的是，所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521，金属钉与盲孔之间为过盈配合。优选的是，所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上，固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。优选的是，所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上，其焊接方式为点焊，焊接参数为：加速电压55-60kV，焊接电流20-30mA，焊接时间1.0-2.4s，焊接真空度小于4.0×10-2Pa。本技术的有益效果：1、本技术采用沟槽丝网双层毛细结构，毛细效应好，便于流体毛细传输。2、本技术多层难熔金属丝网通过机械方式预固定，层间距及毛细力大小可调节。3、本技术焊接对象金属钉的热容小，极大降低了焊接成型难度。附图说明图1为本技术所述的一种难熔金属的成型方法；图2为本技术所述的金属钉与金属板的焊接过程示意图；图3为采用本技术制备的锂工质铌基高温热管及其热电偶位置；图4为采用本技术制备的锂工质铌基高温热管的启动曲线。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。图1给出了本技术提供的一种难熔金属毛细芯，包括金属板1、难熔金属丝网2和金属钉3；金属板1单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网2层叠放置在金属板1表面，金属钉3和盲孔配合，将难熔金属丝网2固定到金属板1上，金属钉3与金属板1电子束焊接连接。进一步地，所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm，深度为0.3-0.5mm，沟槽间距为0.5-3mm。进一步地，所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目，层数为3-5层。进一步地，所述的盲孔呈倒锥形，盲孔的直径为1.0-1.6mm，深度为1.4-2.0mm，锥度为1：7到1：10。此处所述锥形盲孔的直径是指盲孔最大直径处，也就是金属板表面处。进一步地，所述的盲孔阵列中，同一行盲孔之间间距为15-25mm，行距为20-30mm。进一步地，所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521，金属钉与盲孔之间为过盈配合。进一步地，所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上，固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。进一步地，所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上，其焊接方式为点焊，焊接参数为：加速电压55-60kV，焊接电流20-30mA，焊接时间1.0-2.4s，焊接真空度小于4.0×10-2Pa，见图2。制备上述难熔金属毛细芯，包括以下步骤：(1)提供一金属板1，所述金属板1单侧设置条形或网形沟槽；(2)在沟槽侧金属板表面加工盲孔阵列，而后将难熔金属丝网2层叠放置在加工后的金属板表面；(3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉3，并通过金属钉3和盲孔将难熔金属丝网2固定到金属板1上；(4)采用电子束将金属钉焊接到金属板上，得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。本技术采用机械固定+电子束焊接的方式来进行难熔金属毛细芯的成型，焊接对象金属钉的热容小，极大地降低了焊接成型的难度。实施例为了说明本方法的可行性，我们以2.5mm厚的铌521板和200目的钼合金丝网为原材料，开展了难熔金属毛细芯的制备工作。首先，在铌521板的单侧加工条形沟槽。沟槽尺寸为宽0.2mm×深0.4mm，间距2mm。然后，在铌521板上盲孔阵列，盲孔的直径为1.0mm，深度为1.4mm，锥度为1:9；盲孔阵列的间距为20mm，行距为30mm。而后，以纯铌为材质加工对应尺寸的金属钉，并用金属钉将3层200目的钼合金丝网固定到铌521板上，固定后丝网间距约为0.2mm。最后，采用电子束将纯铌钉焊接到铌521板上，焊接参数为加速电压60kW，焊接电流24mA，焊接时间2.0s，焊接真空度4.0×10-2Pa。我们将制备的难熔金属毛细芯竖直放入到250℃的液态锂中。液体锂在表面涨力的作用下逐渐布满铌521板上的毛细表面，说明采用本技术制备的难熔金属毛细芯具有良好的毛细效应。为了进一步说明本技术的优越性，用本实施例制备的难熔金属毛细芯制备了锂工质铌基高温热管，并在圆管状热管上布置了K型热电偶，见图3，为局部示意图，图中TC1到TC9表示9个位置。而后将其部分放入1200℃的石墨炉中进行加热。图4给出了锂工质铌基高温热管的启动曲线。从图中可以看到，在前250秒时间内，所有测温点的读数从室温先后升高到950℃左右，热管启动成功，呈现出良好的均温性。即本技术制备的难熔金属毛细芯实现了传热传质功能，把施加在热管表面的热量快速传递到整个热管。本技术虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本技术，任何本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种难熔金属毛细芯，其特征在于，包括金属板(1)、难熔金属丝网(2)和金属钉(3)；/n金属板(1)单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网(2)层叠放置在金属板(1)表面，金属钉(3)和盲孔配合，将难熔金属丝网(2)固定到金属板(1)上，金属钉(3)与金属板(1)电子束焊接连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种难熔金属毛细芯，其特征在于，包括金属板(1)、难熔金属丝网(2)和金属钉(3)；
金属板(1)单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网(2)层叠放置在金属板(1)表面，金属钉(3)和盲孔配合，将难熔金属丝网(2)固定到金属板(1)上，金属钉(3)与金属板(1)电子束焊接连接。


2.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯，其特征在于：所述金属板的材质为铌合金、钼合金或钨合金。


3.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯，其特征在于：金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm，深度为0.3-0.5mm，沟槽间距为0.5-3mm。


4.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯，其特征在于：所述难熔金属丝网的材质为铌合金、钼合金或纯钼；丝网的网孔大小为50-300目，层叠的层数为3-5层。


5.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯，其特征在于：所述盲孔呈倒锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：初敏，胡龙飞，鲁芹，韩海涛，陈思员，俞继军，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11