柔性石墨热管理装置制造方法及图纸

一种热管理装置，其包括：　　　　ａ．基本上流体不可渗透的罩壳；　　　　ｂ．所述罩壳内的芯体结构，所述芯体结构包括膨胀石墨块；和　　　　ｃ．在所述罩壳内循环的工作流体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热管理装置，以及更详细地涉及含有柔性石墨的这种装置和这种装置的制备方法。
技术介绍
热管理装置例如热导管，是在热传递领域熟知的装置。热导管基本上是一个传热封闭体系，其中在密封和抽空的腔内的少量液体通过蒸发和冷凝循环进行循环。在外壳上某一位置进入腔内的热量在所述位置蒸发液体，产生蒸汽，蒸汽移动到外壳上较冷的位置并在该处冷凝。蒸汽的移动由在蒸发器和冷凝器位置间的微小蒸汽压力差推动。在产生蒸汽的蒸发热基本上随蒸汽移动到冷凝器位置并在此处作为冷凝热释放，传热得以实现。为使得传热得以连续，冷凝的液体必须由冷凝器回到蒸发器，在此处其将再次被蒸发。尽管这种回归可以通过像重力那样简单的条件来完成，通常采用毛细管芯体来使得热导管可以相对不依赖于重力的作用。这种毛细管芯体从产生液体的冷凝器附近的位置延伸到其需要被蒸发的蒸发器的位置。关于结构材料，外壳通常由铜或其他金属制成，并且制备成足够厚度的壁，以确保其在结构上能承受热导管中的蒸汽压力，并且确保其对于浓缩蒸汽或热导管外壳外的不能冷凝的气体是不能渗透的。在研究既是热传导的又能用作芯体毛细管结构的材料已经投入了可观的努力。这些材料的最常见的是在多层中采用金属屏罩和烧结到连接在外壳的结构中的金属粉末。这些芯体的热传导性能被认为很重要，所以进入热导管的热量将被导入并通过在蒸发器的芯体，并蒸发芯体内的液体。同样通常优选在热导管结构中芯体在蒸发器连接到外壳壁上，使得输入的热量可以直接进入芯体内的液体。然而，传统的热传导结构在某些用途中不能令人满意。金属外壳和金属芯体增加了热导管的重量、刚性和导电性，但是这使得它们在某些条件下不适用。便携式电脑，所谓“笔记本电脑”，是传统热导管难于用于其中的用途之一。在这些用途中，重量和空间是特别关键的因素。此外，金属外壳和烧结的芯体的费用在便携式电脑的高度竞争性的市场是不利的。此外，来自传统材料的芯体组件不耐腐蚀。因此存在发现对构造热导管的新材料的需要。专利技术公开内容本专利技术的一个实施方式提供了包括基本上流体不可渗透的罩壳和罩壳内的芯体结构的热管理装置。在某些优选实施方式中，该芯体包含膨胀石墨块。本专利技术的另一实施方式提供了制备具有由膨胀石墨块形成的芯体结构的热管理装置的方法。本专利技术的另一实施方式提供了具有由柔性石墨构成的罩壳的热管理装置。本专利技术的附加的实施方式，包括制备具有由柔性石墨构成的罩壳的热管理装置的方法，在阅读了本说明书后该实施方式对于那些本领域技术人员是显而易见的。本专利技术的热管理装置相对于它们的传统对应装置具有许多优点，其中一些优点包括优异的重量、可接受的刚性和令人满意的导热性。此外，本专利技术装置的芯体结构相对于传统的芯体材料还改善了抗腐蚀性。本专利技术的其他特征和优点将在如下的详细说明中列举，而且部分地从说明书对于本领域技术人员将是显而易见的或者通过实施在此描述的本专利技术得以认识，包括下面详细的描述、权利要求以及所附的附图。需要理解的是，前面进行的概括性描述和下面的详细描述两者阐述了本专利技术的实施方式，并且目的在于提供用于理解所要求保护的专利技术的性质和特性的概貌和框架。包含在内的所附附图提供了对本专利技术的进一步理解，并且融入到本说明书而构成本说明书的一部分。附图阐述了本专利技术的不同的实施方式，并与描述一起用于解释本专利技术的原理和操作。附图说明图1是圆筒热导管的内部状态的平面图。图2是垂向的热导管的组件的分解图。图3是在热传播装置中的创造性的热导管的一个特定实施方式的平面图。图4是具有鳍板的热管理装置的一个特定实施方式的横截面图。本专利技术的最佳实施方法石墨的特征可以是碳的层叠结构，也就是，结构由碳原子的重叠层或者叠层通过弱范得华力结合在一起构成。考虑到石墨的结构，通常用两个轴或者方向来标志，即，“c”轴或方向和“a”轴或方向。为了简单起见，“c”轴或者方向可以理解为与碳层垂直的方向、“a”轴或者方向可以理解为与碳层平行的方向或者与“c”方向垂直的方向。适用于生产柔性石墨片材的石墨是具有非常高取向程度的石墨。如上所述，将碳原子的平行层结合在一起的结合力仅为弱范得华力。天然石墨可以被处理，使得在重叠的碳层或叠层间的空间可以适当的张开，以提供在垂直于层的方向上，即，在“c”方向中，显著的膨胀，并因此形成膨胀的或扩大的石墨结构，其中碳层的叠层特性基本得以保持。已经极大膨胀的石墨薄片和更特别地膨胀到具有最终厚度或者可以形成原来“c”方向上尺寸约80倍或更高倍数的“c”方向尺寸，而无需在膨胀石墨的内聚片材或整体片材使用粘合剂，例如网、纸张、条、卷带、薄片、垫片等(一般称为“柔性石墨”)。已经膨胀为具有最终密度或者相当于原来“c”方向尺寸的约80倍或者更高倍数的“c”尺寸的石墨颗粒的组成物，无需使用任何粘结材料，通过压缩得到整体柔性片材，被认为是可能的，这是因为由体积膨胀的石墨颗粒间获得的机械互锁或内聚力，。上述片材材料，除了柔性，还已经发现具有对于热和电传导和流体扩散高度的各向异性，相比于天然石墨起始原料，由于经受高度压缩(例如碾压)，膨胀石墨颗粒的取向性和石墨片材基本上平行于的片材的相对面。这样制备的片材材料具有优异的柔性、良好的强度和非常高度的取向性。简而言之，制备柔性、无粘合剂的各向异性的石墨片材(例如网、纸张、条、卷带、薄片、垫片等)的工艺，包括在预先确定的荷载下和不存在粘合剂的条件下压缩或压实，具有在“c”方向尺寸具有原来颗粒的约80倍或更高倍数的膨胀石墨颗粒，以形成基本上平整、柔性的整体石墨片材。膨胀石墨颗粒通常是像蠕虫或蠕虫状的外观，一旦经过压缩，将保持压缩模具设定并且片材相对主表面对齐。片材材料的密度和厚度可以通过控制压缩的程度来变化。片材材料的密度可以在约0.04g/cc-约2.0g/cc的范围内。柔性石墨片材材料表现出显著程度的各向异性，这是因为石墨颗粒的排列平行于片材的主要面向的、平行表面，各向异性的程度的增加依赖于导致密度增加的辊筒轧压的程度。在辊筒轧压的各向异性片材材料中，其厚度，即垂直于面向、平行于片材表面的方向包括“c”方向和在沿着长和宽范围内的方向，即，沿着或平行于面向，主表面包括“a”方向和片材的热学和电学性质是非常不同的，在“c”和“a”方向有数量级的差别。由石墨颗粒生产制品的方法已有提出。例如，授予Hayward的美国专利5882570公开了一种方法，其中研磨柔性的未浸渍的石墨箔片到微小粒径，热冲击这些颗粒使其膨胀，将这些膨胀石墨和热固化酚醛树脂混合，注塑熔融混合物以形成低密度的块状和其他形状，然后热处理这些块状物以热固化所述材料。所得的块状物可以用于炉等的绝缘材料。都是授予Hayward的WO 00/54953和美国专利6217800进一步描述了美国专利5882570的工艺。所述Hayward工艺仅限于他们所使用的原材料的范围，和他们所能生产的最终产物的类型。Hayward仅使用未浸渍的石墨起始材料，和其最终产物仅通过石墨颗粒和大比率的树脂混合和注塑熔融混合物以形成制品，其随后被热固化。谈到石墨，已知石墨是由碳原子六边形排列或者网络的层状平面构成。这些六边形排列的碳原子的层状平面是基本上平面的和取向或排列为使得基本上相互平行和等距。碳原子的基本平面、平行等距的片材或层，通常称为石墨层(graphene 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·克拉索夫斯基，G·G·陈，T·W·伯克特，B·H·福德，J·W·曾，J·诺尔利，M·D·斯马尔克，
申请(专利权)人：先进能源科技公司，
类型：发明
国别省市：