一种反咖啡环结构表面的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种反咖啡环结构表面的制备方法，首先制备脒功能化微球溶液，功能化基底；然后采用添加水溶性聚合物的方法抑制咖啡环效应以得到咖啡环胶晶模板；最后在模板表面电沉积镍金属，溶解模板得到反咖啡环结构表面

【技术实现步骤摘要】
一种反咖啡环结构表面的制备方法


[0001]本专利技术属于电子设备散热领域，特别是一种反咖啡环结构表面的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着国防通信
、
航空航天以及文化生活等领域内电子技术的高速发展，电子设备热管理问题越来越受到研究者的关注
。
热管作为一种重要的相变换热技术，已经被广泛应用于智能手机
、
锂电池以及航天航空等领域中
。
吸液芯作为热管的核心部件，其结构对于热管的散热能力而言非常关键，而吸液芯也是一种强化换热表面
。
相比于传统换热表面，采用一种新型的反咖啡环结构表面作为换热表面，可提供大量的核化点位和换热面积并且可及时补液，有效提高了传热性能，该结构表面在热管吸液芯
、
相变换热表面等领域也拥有更大的应用前景和市场
。
[0003]目前，国内外研究者多采用改变吸液芯结构以提高热管的散热性能
。
通常多孔吸液芯采用丝网
、
粉末烧结
、3D
打印
、
添加造孔剂
、
泡沫金属等方法进行制备
。
制备的多孔结构表面孔径较大，容易产生闭孔，核化点位局限
。
这将导致高热流密度时，很可能产生“干烧”现象
。
鉴于反咖啡环结构拥有不易产生闭孔
、
核化点位较多且液体回流的优点，采用一种简单
、
成本低的方法制备反咖啡环结构表面具有重要意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种反咖啡环结构表面的制备方法，以解决现有方法对设备要求较高，且严重污染环境的问题
。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种反咖啡环结构表面的制备方法，包括以下步骤
:
步骤
1、
抑制咖啡环效应：将水溶性聚合物于一定温度下溶解于水中，加入脒功能化微球乳液，加入甘油，保温搅拌一段时间后，离心洗涤3次后，得到包裹聚合物的微球乳液，随后将其滴加于功能化基底硅片的中心区域上，得到抑制咖啡环效应的胶晶模板；步骤
2、
电沉积镍：将带有胶晶模板的功能化基底硅片快速转移到镍电镀液中，连接电源进行沉积，沉积后在有机溶剂中静置一段时间，溶解胶晶模板后得到单环反咖啡环结构表面
。
[0006]一种反咖啡环结构表面的制备方法，包括以下步骤
:
步骤
1、
抑制咖啡环效应：将水溶性聚合物于一定温度下溶解于水中，加入脒功能化微球乳液，加入甘油，保温搅拌一段时间后，离心洗涤3次后得到包裹聚合物的微球乳液，随后将其滴加于功能化基底硅片的中心区域上，静置
30min
以上，再在滴加区域继续滴加包裹聚合物的微球乳液，得到抑制咖啡环效应的胶晶模板；
步骤
2、
电沉积镍：将带有胶晶模板的功能化基底硅片快速转移到镍电镀液中，连接电源进行沉积，沉积后在有机溶剂中静置一段时间，溶解胶晶模板后得到双环反咖啡环结构表面
。
[0007]较佳的，脒功能化微球通过如下步骤制备
:
将聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液
、
苯乙烯溶液分散于无水乙醇中，进行脱氧处理，注入脱氧后的
2,2
‑
偶氮双
(2
‑
甲基丙脒
)
盐酸盐溶液加热搅拌，完全反应后离心洗涤
、
干燥后得到脒功能化微球
。
[0008]较佳的，脒功能化微球粒径为
740~750nm。
[0009]较佳的，将脒功能化微球置于水中，得到脒功能化微球乳液，其浓度为
0.5wt%。
[0010]较佳的，功能化基底硅片通过如下步骤获得：将硅片分别在甲醇
、
丙酮和异丙醇中超声洗涤，然后在碱性食人鱼溶液中加热改性，再在
N
‑
(3
‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基
)
‑
N
，
N
，
N
‑
三甲基氯化铵甲醇溶液中浸泡使之带正电，清洗后得到功能化基底硅片，其中，以体积比计，碱性食人鱼溶液中，
H2O2：
NH4OH
：
H2O=1:1:5。
[0011]较佳的，功能化基底硅片的尺寸为
1*1cm。
[0012]较佳的，水溶性聚合物为
PVA
，脒功能化微球与水溶性聚合物的质量比
=20000:3。
[0013]较佳的，将水溶性聚合物于一定温度下溶解于水中得到的水溶性聚合物溶液的浓度为
1g/L。
[0014]较佳的，将水溶性聚合物于
80℃
下溶解于水中，加入脒功能化微球乳液，加入甘油，保温搅拌
2h
，甘油加入量为脒功能化微球乳液体积的
0.06%。
[0015]较佳的，包裹聚合物的微球乳液的滴加量为
1~2
μ
L。
[0016]较佳的，镍电镀液为：
Ni(SO3NH2)213wt%、NiBr20.7wt%、H3BO32.26wt%
，
pH 3.5~4。
[0017]较佳的，沉积电流为
5mA/cm2
，沉积温度为
25℃
，沉积时间
0.5~1h。
[0018]较佳的，有机溶剂为甲苯，静置
24h。
[0019]本专利技术与现有技术相比，其显著优点：（1）本专利技术的制备方法简单
、
成本低
、
对环境污染小
。
[0020]（2）本专利技术制备的反咖啡环结构表面具有增强的传热特性，在热管吸液芯
、
相变换热表面等领域有很大的应用前景和市场
。
[0021]（3）本专利技术实现了抑制咖啡环效应模板的反向生长，有利于实现蒸发器的开发利用
。
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述
。
附图说明
[0023]图1为反咖啡环结构表面的制备流程图
。
[0024]图2为反咖啡环结构表面的制备示意图
。
[0025]图3为自组装排列的微球模板的扫描电镜图，（
a
）有裂纹，（
b
）无裂纹
。
[0026]图4为混合液滴形成咖啡环的扫描电镜图（
a~f
）及显微镜图（
a
′
~f
′
），（
a
）和（
a
′
）
0.5wt% 脒功能化微球乳液，（
b
）和（
b
′
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种反咖啡环结构表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
:
步骤
1、
抑制咖啡环效应：将水溶性聚合物于一定温度下溶解于水中，加入脒功能化微球乳液，加入甘油，保温搅拌一段时间后，离心洗涤3次后，得到包裹聚合物的微球乳液，随后将其滴加于功能化基底硅片的中心区域上，得到抑制咖啡环效应的胶晶模板；步骤
2、
电沉积镍：将带有胶晶模板的功能化基底硅片快速转移到镍电镀液中，连接电源进行沉积，沉积后在有机溶剂中静置一段时间，溶解胶晶模板后得到单环反咖啡环结构表面
。2.
一种反咖啡环结构表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
:
步骤
1、
抑制咖啡环效应：将水溶性聚合物于一定温度下溶解于水中，加入脒功能化微球乳液，加入甘油，保温搅拌一段时间后，离心洗涤3次后得到包裹聚合物的微球乳液，随后将其滴加于功能化基底硅片的中心区域上，静置
30min
以上，再在滴加区域继续滴加包裹聚合物的微球乳液，得到抑制咖啡环效应的胶晶模板；步骤
2、
电沉积镍：将带有胶晶模板的功能化基底硅片快速转移到镍电镀液中，连接电源进行沉积，沉积后在有机溶剂中静置一段时间，溶解胶晶模板后得到双环反咖啡环结构表面
。3.
如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，脒功能化微球通过如下步骤制备
:
将聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液
、
苯乙烯溶液分散于无水乙醇中，进行脱氧处理，注入脱氧后的
2,2
‑
偶氮双
(2
‑
甲基丙脒
)
盐酸盐溶液加热搅拌，完全反应后离心洗涤得到脒功能化微球
。4.
如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将脒功能化微球置于水中，得到脒功能化微...

【专利技术属性】
技术研发人员：范德松，杜文清，李强，成宏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：