一种具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器及其制造方法与流程

本发明涉及微细通道相变强化传热领域，具体涉及一种具有复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器及其制造方法。

技术背景

随着科技的进步，电子部件和设备趋向集成化，传统大通道的传热设备已无法满足电子芯片的传热过程，具有高表面积比和换热效率的微细尺寸通道已成为当今科技研究强化传热重要发展方向，高精密的电子零部件对尺寸微小和结构紧凑的微电子换热器的换热性能却是要求愈来愈高，现如今的普通换热器已不足应对当今及未来高性能运算的元件散热，需要一种体积小、换热性能好的微型换热器，以应对工业发展的需要，针对这种普通微型散热器的缺陷，需要提出一种新的散热机理，既能在既能够顺应当前及将来电子产品的结构又能高效的进行散热，同时还要做到经济耐用，这样一来应对当前及将来高速发展的电子领域。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种结构简单、散热性能优异且满足微电子发展趋势的、具有复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器及其制造方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器，包括平板状主体，所述主体的上表面沿长度方向平行设置有若干矩形微细通道，单个所述微细通道底表内部排列设置有倒“ω”字型的微观凹腔阵列。

进一步地，所述的微细通道的截面尺寸为1.5mm×1.5mm。

进一步地，所述微观凹腔阵列的间隔距离为0.3mm~0.4mm，单个所述微细通道里面排列4~5行、490~647列微观凹腔。

进一步地，所述微观凹腔的上开口壁与所述微细通道底表面的夹角大于所述微细通道底表面的静态接触角θ。

进一步地，所述微观凹腔的上开口直径0.014mm≦d≦0.67mm。

进一步地，所述微观凹腔的深度为0.4mm~0.6mm。

进一步地，所述的微细通道底表面沿换热工质流动方向设置有亲疏水相间区域。

根据所述的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器的制造方法，包括步骤：

1）采用金属3d打印方式中的直接金属激光烧结（dmls）微细通道蒸发器；

2）在微细通道蒸发器表面的换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积法设置亲疏水相间区域。

进一步地，所述在微细通道蒸发器表面的换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积设置亲疏水相间区域的步骤具体包括：

在换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积法设置间距为10mm且不同宽度的亲水区域，在干度小于0.1的区域设置宽度为2mm的疏水区，在干度为0.1~0.2的区域设置宽度为1mm的疏水区，在干度大于0.3的区域无疏水条纹，从而形成亲疏水相间的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器。

相比现有技术，本发明基于活化核心起沸原理，在微细通道底表内部加入倒“ω”字型微观凹腔阵列及在换热工质流经表面设置亲疏水相间的区域，有效促进核态沸腾传热，而亲水性表面易于汽泡脱离后液体的补充，疏水表面可加大汽泡脱离频率，同时亲疏水相间条纹易于自清洁。

附图说明

图1为本发明实施例的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器主视示意图。

图2为本发明实施例的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器左视示意图。

图3为本发明实施例的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器的微观凹腔放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例一

如图1至图3所示，一种具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器，包括平板状主体，所述主体的上表面沿长度方向平行设置有若干矩形微细通道，单个所述微细通道底表内部排列设置有倒“ω”字型的微观凹腔阵列。

本实施例中，所述的微细通道的截面尺寸为1.5mm×1.5mm，通道长为196mm。所述微观凹腔阵列的间隔距离为0.3mm~0.4mm，单个所述微细通道里面排列4~5行、490~647列微观凹腔。

所述微观凹腔的上开口壁与所述微细通道底表面的夹角大于所述微细通道底表面的静态接触角θ，本实施例中，微细通道底表面的静态接触角θ=60^o。所述的微细通道底表面沿换热工质流动方向设置有亲疏水相间区域，亲水性表面易于汽泡脱离后液体的补充，疏水表面可加大汽泡脱离频率，同时亲疏水相间条纹易于自清洁。

所述微观凹腔的上开口直径d=0.2mm,所述微观凹腔的深度为0.6mm,以上凹腔尺寸特征可使凹腔活化，凹腔低部设有容易集气的球形“凹腔嘴”，直径为0.4mm，此种凹腔形状便于集气，容易汽泡成核（如图3所示）。

实施例二

如所述的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器的制造方法，包括步骤：

1）采用金属3d打印方式中的直接金属激光烧结（dmls）微细通道蒸发器；

2）在微细通道蒸发器表面的换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积法设置亲疏水相间区域。

具体而言，所述在微细通道蒸发器表面的换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积设置亲疏水相间区域的步骤具体包括：

在换热工质流动方向不同干度区域通过化学沉积法设置间距为10mm且不同宽度的亲水区域，在干度小于0.1的区域设置宽度为2mm的疏水区，在干度为0.1~0.2的区域设置宽度为1mm的疏水区，在干度大于0.3的区域无疏水条纹，从而形成亲疏水相间的具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器。本实施例中，因为亲水性表面易于汽泡脱离后液体的补充，疏水表面可加大汽泡脱离频率，同时亲疏水相间条纹易于自清洁，因此能够有效提高蒸发器的换热效果和耐用性，减少维护成本。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种具复杂微观凹腔阵列的微细通道蒸发器，包括平板状主体，所述主体的上表面沿长度方向平行设置有若干矩形微细通道，单个所述微细通道底表内部排列设置有倒“Ω”字型的微观凹腔阵列。所述的微细通道的截面尺寸为1.5mm×1.5mm。所述微观凹腔阵列的间隔距离为0.3mm~0.4mm，单个所述微细通道里面排列4~5行、490~647列微观凹腔。本发明基于活化核心起沸原理，在微细通道底表内部加入倒“Ω”字型微观凹腔阵列及在换热工质流经表面设置亲疏水相间的区域，有效促进核态沸腾传热，而亲水性表面易于汽泡脱离后液体的补充，疏水表面可加大汽泡脱离频率，同时亲疏水相间条纹易于自清洁。

技术研发人员：罗小平;周建阳;冯振飞;肖健;章金鑫;郭峰;李海燕;王兆涛;王梦圆;王文;袁伍;廖政标
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2017.09.29
技术公布日：2018.01.30