本发明专利技术涉及一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，属于增材制造领域；包括壳体、金属骨架和相变材料；其中，壳体为中空壳体结构；金属骨架均匀设置在壳体的内腔中，实现将壳体内腔分成多个隔断；相变材料填充在金属骨架围成的隔断中；金属骨架为曲面薄壁结构；金属骨架采用CuCrZr、CuCrNb、AlSi10Mg或AlMgScZr粉末作为原材料；相变材料采用固体铵盐、石蜡或膨胀石墨/石蜡复合材料；本发明专利技术采用极小曲面金属骨架+相变材料的高效相变冷却结构，并采用增材制造的方式实现金属骨架的制造，解决了目前波纹加芯型相变冷却热管理系统导热效率较低、温度均匀性较差的问题。温度均匀性较差的问题。温度均匀性较差的问题。
【技术实现步骤摘要】
Primitive的曲面晶格基体函数表达式为：
[0013]f(x,y,z)＝cos(x)+cos(y)+cos(z)
[0014]所述Schwarz Diamond的曲面晶格基体函数表达式为：
[0015]f(x,y,z)＝sin(x)*sin(y)*sin(z)+sin(x)*cos(y)*cos(z)+cos(x)*sin(y)*cos(z)+co
[0016]s(x)*cos(y)*sin(z)
[0017]所述Gyroid的曲面晶格基体函数表达式为：
[0018]f(x,y,z)＝cos(x)*sin(y)+cos(y)*sin(z)+cos(z)*sin(x)
[0019]所述IWP的曲面晶格基体函数表达式为：
[0020]f(x,y,z)＝2*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))
‑
(cos(2*x)+cos(2*y
[0021])+cos(2*z))
[0022]所述Neovius的曲面晶格基体函数表达式为：
[0023]f(x,y,z)＝3*(cos(x)+cos(y)+cos(z))+4*cos(x)*cos(y)*cos(z)
[0024]所述Lidinoid的曲面晶格基体函数表达式为：
[0025]f(x,y,z)＝0.5*(sin(x)*cos(y)*sin(z)+sin(y)*cos(z)*sin(x)+sin(z)*cos(x)*sin(y)
[0026])
‑
0.5*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))+0.15。
[0027]在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，所述相变材料采用固体铵盐、石蜡或膨胀石墨/石蜡复合材料。
[0028]在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，将相变材料进行加热处理，使相变材料从固态相变为液态，在液态状态下，将相变材料填充至金属骨架围成的隔断中。
[0029]在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，高效相变冷却热管理系统的导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性。
[0030]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0031](1)本专利技术提出了一种极小曲面金属晶格骨架+内部填充相变材料的热管理系统；
[0032](2)本专利技术通过上述“金属骨架+相变材料”热管理系统，可以实现高效相变冷却效果，较传统波纹夹芯型骨架，导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性；
[0033](3)本专利技术采用增材制造技术，实现了极小曲面金属晶格骨架的整体制造，产品可靠性高，生产流程短。
附图说明
[0034]图1为本专利技术高效相变冷却热管理系统示意图；
[0035]图2为本专利技术不同隐式函数下金属骨架曲面晶格基体的胞元示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0037]本专利技术提供了一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，采用极小曲面金属
骨架+相变材料的高效相变冷却结构，并采用增材制造的方式实现金属骨架的制造，解决了目前波纹加芯型相变冷却热管理系统导热效率较低、温度均匀性较差的问题。
[0038]高效相变冷却热管理系统，如图1所示，包括壳体1、金属骨架2和相变材料3；其中，壳体1为中空壳体结构；金属骨架2均匀设置在壳体1的内腔中，实现将壳体1内腔分成多个隔断；相变材料3填充在金属骨架2围成的隔断中。
[0039]金属骨架2为曲面薄壁结构；金属骨架2采用CuCrZr、CuCrNb、AlSi10Mg或AlMgScZr粉末作为原材料，成形结束后对产品进行热处理、线切割、吹砂处理。金属骨架2粉末的粒径为0.01
‑
0.06mm，呈正态分布；成型工艺参数为：激光功率为280
‑
360W；扫描速度为600
‑
900mm/s；层厚为0.03
‑
0.04mm；扫描间距为0.06
‑
0.08mm；层间相位角为23
°
。
[0040]金属骨架2上设置有三维连通孔隙，相变材料3实现从三维连通孔隙中穿过。
[0041]金属骨架2的制作方法为：
[0042]通过隐式函数建立金属骨架2的曲面晶格基体；再对曲面晶格基体加厚，形成金属骨架2。建立金属骨架2的曲面晶格基体的隐式函数包括Schwarz Primitive、Schwarz Diamond、Gyroid、IWP、Neovius和Lidinoid。
[0043]Schwarz Primitive的曲面晶格基体函数表达式为：
[0044]f(x,y,z)＝cos(x)+cos(y)+cos(z)
[0045]所述Schwarz Diamond的曲面晶格基体函数表达式为：
[0046]f(x,y,z)＝sin(x)*sin(y)*sin(z)+sin(x)*cos(y)*cos(z)+cos(x)*sin(y)*cos(z)+co
[0047]s(x)*cos(y)*sin(z)
[0048]所述Gyroid的曲面晶格基体函数表达式为：
[0049]f(x,y,z)＝cos(x)*sin(y)+cos(y)*sin(z)+cos(z)*sin(x)
[0050]所述IWP的曲面晶格基体函数表达式为：
[0051]f(x,y,z)＝2*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))
‑
(cos(2*x)+cos(2*y
[0052])+cos(2*z))
[0053]所述Neovius的曲面晶格基体函数表达式为：
[0054]f(x,y,z)＝3*(cos(x)+cos(y)+cos(z))+4*cos(x)*cos(y)*cos(z)
[0055]所述Lidinoid的曲面晶格基体函数表达式为：
[0056]f(x,y,z)＝0.5*(sin(x)*cos(y)*sin(z)+sin(y)*cos(z)*sin(x)+sin(z)*cos(x)*sin(y)
[0057])
‑
0.5*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))+0.15。
[0058]不同隐式函数下金属骨架曲面晶格基体的胞元如图2所示。
[0059]相变材料3采用固体铵盐、石蜡或膨胀石墨/石蜡复合材料。
[0060]将相变材料3进行加热处理，使相变材料3从固态相变为液态，在液态状态下，将相变材料3填充至金属骨架2围成的隔断中。
[0061]高效相变冷却热管理系统的导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性。
[0062]本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：包括壳体(1)、金属骨架(2)和相变材料(3)；其中，壳体(1)为中空壳体结构；金属骨架(2)均匀设置在壳体(1)的内腔中，实现将壳体(1)内腔分成多个隔断；相变材料(3)填充在金属骨架(2)围成的隔断中。2.根据权利要求1所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：所述金属骨架(2)为曲面薄壁结构；金属骨架(2)采用CuCrZr、CuCrNb、AlSi10Mg或AlMgScZr粉末作为原材料，成形结束后对产品进行热处理、线切割、吹砂处理。3.根据权利要求2所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：所述金属骨架(2)粉末的粒径为0.01
‑
0.06mm，呈正态分布；成型工艺参数为：激光功率为280
‑
360W；扫描速度为600
‑
900mm/s；层厚为0.03
‑
0.04mm；扫描间距为0.06
‑
0.08mm；层间相位角为23
°
。4.根据权利要求3所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：所述金属骨架(2)上设置有三维连通孔隙，相变材料(3)实现从三维连通孔隙中穿过。5.根据权利要求4所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：金属骨架(2)的制作方法为：通过隐式函数建立金属骨架(2)的曲面晶格基体；再对曲面晶格基体加厚，形成金属骨架(2)。6.根据权利要求5所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：建立金属骨架(2)的曲面晶格基体的隐式函数包括Schwarz Primitive、Schwarz Diamond、Gyroid、IWP、Neovius和Lidinoid。7.根据权利要求6所述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，其特征在于：所述Schwarz Primitive的曲面晶格基体函数表达式为...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓康，陈金存，陈帅，罗志伟，潘瑶，巩萌萌，严振宇，倪江涛，亢涛涛，崔保伟，黄超，王华宾，张龙飞，马丽翠，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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