一种金属层空心微点阵结构的制备方法及温控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种金属层空心微点阵结构的制备方法及温控系统，该方法包括以下步骤：S1、制备复合化学镀液；S2、制备空心微点阵材料；S3、对所述空心微点阵材料进行铜电镀，形成加铜的复合镀层空心微点阵；S4、对所述复合镀层空心微点阵进行封口；S5、将相变材料注入到所述复合镀层空心微点阵中，形成金属层空心微点阵结构。本发明专利技术能保持热源的温度缓慢变化及使最高温和最低温差值缩小，延长热源的温度疲劳寿命，其散热效率高，散热效果好。散热效果好。散热效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种金属层空心微点阵结构的制备方法及温控系统


[0001]本专利技术涉及温控
，尤其涉及一种金属层空心微点阵结构的制备方法及温控系统。

技术介绍

[0002]航空航天领域面临严峻的热防护问题。高超声速飞机、天地往返飞行器、高超声速巡航导弹等高马赫数航空器由于与空气的剧烈相对接触，承受复杂的热载荷，需要发展高效的热防护材料和技术。航天器在外太空面临极端的热环境，为了保证航天器本身的寿命及内部器件的正常工作，需要采用热防护的方法对飞行器进行隔热保护。同时，随着电子元器件集成密度和功率的不断增大，所产生的热流密度也不断增大，所以航天器内部电子器件的散热及热防护问题极为重要。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种散热效率高、散热效果好的金属层空心微点阵结构的制备方法及温控系统。
[0004]一种金属层空心微点阵结构的制备方法，其包括以下步骤：
[0005]S1、制备复合化学镀液；
[0006]S2、制备空心微点阵材料；
[0007]S3、对所述空心微点阵材料进行铜电镀，形成加铜的复合镀层空心微点阵；
[0008]S4、对所述复合镀层空心微点阵进行封口；
[0009]S5、将相变材料注入到所述复合镀层空心微点阵中，形成金属层空心微点阵结构。
[0010]在其中一个实施例中，所述步骤S1中，制备复合化学镀液包括：
[0011]S11、将直径为2μm的石墨烯纳米片放入到石墨烯容器的水溶液中；
[0012]S12、依次加入质量比为1:10:10的十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和去离子水；
[0013]S13、通过超声波分散法将石墨烯纳米片进行分散，形成分散的石墨烯溶液；
[0014]S14、将合金化学镀液与分散的石墨烯溶液混合搅拌，得到均匀的复合化学镀液。
[0015]在其中一个实施例中，所述步骤S2中，制备空心微点阵材料包括：
[0016]S21、使用计算机辅助设计技术，在计算机上设计微点阵结构；
[0017]S22、利用感光树脂的化学溶解性，采用立体光固化3D打印方法制作微点阵基体，并去除其表面的油污；
[0018]S23、在40℃下，用胶体钯溶液对所述微点阵基体表面进行活化，时间为10分钟；
[0019]S25、将所述微点阵基体置于浓度为50g/L的NaOH溶液中，室温下暴露10s，将钯纳米颗粒显露出来，钯纳米颗粒能够作为催化剂进行化学还原反应；
[0020]S26、将所述微点阵基体浸入水中3分钟进行预热，水的温度与化学镀所需的温度相同；
[0021]S27、将预热后的所述微点阵基体放入所述复合化学镀液中化学镀90min，化学镀
后清水冲洗；
[0022]S28、将清洗后的所述微点阵基体的部分外部节点进行打磨，暴露树脂基体，将打磨后的微点阵基体浸泡在由20g/L NaOH和700ml/L乙醇组成的化学溶液中，在60℃水浴环境中，蚀刻所述微点阵基体的内部树脂基体24h，将树脂融化于蚀刻溶液中；
[0023]S29、用清水冲洗残余树脂，得到空心微点阵材料。
[0024]在其中一个实施例中，所述步骤S3中，对所述空心微点阵材料进行铜电镀，形成加铜的复合镀层空心微点阵包括：
[0025]S31、空心微点阵材料在室温下，在3
‑
5A电流下浸在电镀铜液中电镀10分钟；
[0026]S32、电镀后清水清洗，然后用防氧化液浸渍1分钟；
[0027]S33、经过清水冲洗后得到复合镀层空心微点阵。
[0028]在其中一个实施例中，所述步骤S4中，对所述复合镀层空心微点阵进行封口包括：
[0029]S41、使用AB铸工胶进行封口前，先将AB胶两种组分的胶以1:1的比例混合在一起；
[0030]S42、将复合镀层空心微点阵的缺口进行封闭；
[0031]S43、AB铸工胶固化的时间为常温下6小时。
[0032]在其中一个实施例中，所述步骤S5中，将相变材料注入到所述复合镀层空心微点阵中包括：
[0033]S51、将至少包括石蜡和镓两种的相变材料在60℃水浴环境下熔化，将复合镀层空心微点阵也放置于同样的温度环境下；
[0034]S52、使用针管吸入融化的相变材料；
[0035]S52、将所述相变材料注入不同尺寸的所述复合镀层空心微点阵中。
[0036]一种温控系统，其包括：
[0037]金属层空心微点阵结构，所述金属层空心微点阵结构由金属层空心微点阵结构的制备方法制备而成，所述金属层空心微点阵结构的上部和下部分别具有上对流通道下对流通道，且所述金属层空心微点阵结构与热源相接触；
[0038]蠕动对流泵，所述蠕动对流泵的两端分别与所述上对流通道和所述下对流通道相连接；所述蠕动对流泵能够通过上对流通道和所述下对流通道使相变材料在所述金属层空心微点阵结构内循环蠕动。
[0039]在其中一个实施例中，所述上对流通道包括设置在所述金属层空心微点阵结构上部两端的第一强制对流管道和第二强制对流管道，所述第一强制对流管道和第二强制对流管道经第一连接管道与蠕动对流泵的一端相连接；
[0040]所述下对流通道包括设置在所述金属层空心微点阵结构下部两端的第三强制对流管道和第四强制对流管道，所述第三强制对流管道和第四强制对流管道经第二连接管道与蠕动对流泵的另一端相连接；
[0041]其中，所述第一强制对流管道、第二强制对流管道、第三强制对流管道和第四强制对流管道均与所述金属层空心微点阵结构的内部相连通。
[0042]在其中一个实施例中，所述金属层空心微点阵结构上远离热源的一端设有送风装置，所述送风装置能够对所述金属层空心微点阵结构进行强制空气对流换热。
[0043]上述空心微点阵复合材料温控系统及使用方法，当接触到热源时，一方面通过金属层空心微点阵结构的高表面积向外界传热，另一方面通过金属层空心微点阵结构内的相
变材料发生相变进行吸热和放热，其能保持热源的温度缓慢变化及使最高温和最低温差值缩小，延长热源的温度疲劳寿命，其散热效率高，散热效果好。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1是本专利技术的金属层空心微点阵结构的结构示意图
[0046]图2是本专利技术的金属层空心微点阵结构的另一角度结构示意图；
[0047]图3是本专利技术的温控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0048]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属层空心微点阵结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备复合化学镀液；S2、制备空心微点阵材料；S3、对所述空心微点阵材料进行铜电镀，形成加铜的复合镀层空心微点阵；S4、对所述复合镀层空心微点阵进行封口；S5、将相变材料注入到所述复合镀层空心微点阵中，形成金属层空心微点阵结构。2.如权利要求1所述的金属层空心微点阵结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，制备复合化学镀液包括：S11、将直径为2μm的石墨烯纳米片放入到石墨烯容器的水溶液中；S12、依次加入质量比为1:10:10的十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和去离子水；S13、通过超声波分散法将石墨烯纳米片进行分散，形成分散的石墨烯溶液；S14、将合金化学镀液与分散的石墨烯溶液混合搅拌，得到均匀的复合化学镀液。3.如权利要求2所述的金属层空心微点阵结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，制备空心微点阵材料包括：S21、使用计算机辅助设计技术，在计算机上设计微点阵结构；S22、利用感光树脂的化学溶解性，采用立体光固化3D打印方法制作微点阵基体，并去除其表面的油污；S23、在40℃下，用胶体钯溶液对所述微点阵基体表面进行活化，时间为10分钟；S25、将所述微点阵基体置于浓度为50g/L的NaOH溶液中，室温下暴露10s，将钯纳米颗粒显露出来，钯纳米颗粒能够作为催化剂进行化学还原反应；S26、将所述微点阵基体浸入水中3分钟进行预热，水的温度与化学镀所需的温度相同；S27、将预热后的所述微点阵基体放入所述复合化学镀液中化学镀90min，化学镀后清水冲洗；S28、将清洗后的所述微点阵基体的部分外部节点进行打磨，暴露树脂基体，将打磨后的微点阵基体浸泡在由20g/L NaOH和700ml/L乙醇组成的化学溶液中，在60℃水浴环境中，蚀刻所述微点阵基体的内部树脂基体24h，将树脂融化于蚀刻溶液中；S29、用清水冲洗残余树脂，得到空心微点阵材料。4.如权利要求3所述的金属层空心微点阵结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，对所述空心微点阵材料进行铜电镀，形成加铜的复合镀层空心微点阵包括：S31、空心微点阵材料在室温下，在3
‑
5A电流下浸在电镀铜液中电镀10分钟；S32、电镀后清水清洗，然后用防氧化液浸渍1分钟；S33、经过清水冲洗后得到复合镀层空心微点阵。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文军，刘龙权，陈俊铭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：