一种复合热管的制作方法

本实用新型涉及一种热管，具体地说，是涉及一种复合热管，属于散热设备技术领域。

背景技术：

热管是利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

通常的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段，另一端为冷凝段，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另-端，实现热量转移。

常用的吸液芯主要有丝网芯、沟槽芯、烧结金属芯三类。

金属卷绕丝网吸液芯是最普通的吸液芯，由多层金属丝网卷绕而成，层与层之间相互交错，其结构简单、制造方便、成本低廉，但缺点是这种结构中液体流动阻力与金属丝网卷绕的松紧程度有关，网层间及丝网与管壁之间有间隙，导致热阻较大。

槽道式吸液芯，利用槽道界面张力的作用使液相工作介质回流从而实现吸液芯的功能。槽道式吸液芯一般有轴向沟槽和环向沟槽两种形式，轴向沟槽吸液芯是在热管内壁加工的一些流体通道，与壁面为一整体。这一特点带来两方面的优势：首先，壁面与吸液芯结构之间的热阻较小；其次，二次加工性能好，在弯曲、压扁等加工过程中不会出现吸液芯结构与壁面剥离甚至脱落现象，保持了良好的传热性能。槽道式吸液芯是热管毛细结构中制造比较简单的一种，采用整体成型工艺制造，成本是一般烧结金属吸液芯式热管的2/3。但沟槽式热管具有一个十分明显的缺点，存在在传热效率低，热阻较大的问题。

烧结金属吸液芯是在热管内壁烧结一层金属粉末或金属纤维，即烧结金属粉末吸液芯和烧结金属毡吸液芯。这种吸液芯与热管内壁有良好的接触，因此具有较小的热阻，同时烧结金属的孔比较小，能够产生较大的毛细压力，但也增加了液体回流的阻力，但是由于烧结金属吸液芯需要退火处理，所以整个热管最终为软态，使用范围受到了限制。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能明显减少热阻，解决无效端问题，常温下为硬态的复合热管。

一种复合热管，包括管壳，所述管壳的一端为蒸发段，另一端为冷凝段，所述管壳内填充有工作流体，所述管壳内壁沿轴向设有沟槽的吸液芯，所述的吸液芯壁还烧结有内毛细结构层，所述的毛细结构层内还烧结有内管体，所述的内毛细结构层靠近蒸发段一端，所述的内毛细结构层的长度与蒸发段的长度相等。

作为本实用新型的进一步优选，上述的一种复合热管，所述的沟槽为矩形沟槽或者梯形沟槽或者三角形沟槽。

作为本实用新型的进一步优选，上述的一种复合热管，所述的内毛细结构层是由紫铜粉末颗粒烧结而成的粉末层结构。

作为本实用新型的进一步优选，上述的一种复合热管，所述的吸液芯和内管体内壁上涂覆有超亲水纳米涂料层。

与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下技术优点：

1、本实用新型提供的技术方案在沟槽式吸液芯热管内烧结有内烧结有毛细层结构，在内毛细层结构内烧结有内管体，即确保了热管整体为硬态结构，又有效解决了沟槽式吸液芯的无效端问和热管热阻大的问题；本实用新型提供的技术方式热阻明显减少，在水平方向的传热功率大于30W，在垂直方向的传热功率大于80W。

2、本实用新型提供的技术方案在毛细结构层的腔体内涂覆有超亲水纳米涂料层，有效的增加了毛细的吸附力，提高了工质液体的流动性，增加了散热效能，降低了回流阻力。

附图说明

图1实施例1提供的复合热管结构示意图；

图2是图1中A-A面剖视图；

图3是图2中P面的局部放大图；

图4实施例2提供的复合热管结构示意图；

图5是图4中A-A面剖视图；

图6是图5中P面的局部放大图；

图中符号代表元件及其类似元件如下：

管壳1，蒸发段2，冷凝段3，吸液芯4，内毛细结构层5，内管体6，超亲水纳米涂料层7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的权利要求做进一步的详细说明。

实施1

本实用新型公开的一种复合热管，请参阅图1和图2，包括管壳1，所述管壳1的一端为蒸发段2，另一端为冷凝段3，所述管壳1内填充有工作流体，所述管壳1内壁沿轴向设有沟槽的吸液芯4。

为了便于传热，所述的管壳1的材质可选自铜、不锈钢、铝或者合金，管壳1的径向截面为圆形，也可以为椭圆形、矩形或者三角形等。管壳1的管径为2-100毫米，管壳1长度可以实际需要而定，可以从几毫米至几十米，管壳1的厚度为0.1-1毫米，优选0.毫米。

更优选的，所述的微沟槽为矩形微沟槽或者梯形微沟槽或者三角形微沟槽，微沟槽起到毛细管一样的作用，使得回流的液体通过微沟槽迅速在热管中进行流动。

由于在热管的蒸发段2，吸液芯4的工作流体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作流体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段3，凝结成液体，同时放出潜热，在沟槽毛细力的作用下，液体回流到蒸发段2。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。

但是在该热管中，通常蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段3流动过程中，由于存在着较大的热阻，故在靠近蒸发段2一端的管体部散热效能非常低，通常被称为无效端，故在所所述的吸液芯4壁还烧结有内毛细结构层5，所述的内毛细结构层5内还烧结有内管体6，所述的内毛细结构层5靠近蒸发段2一端，所述的内毛细结构层5的长度与蒸发段2的长度相等。

实施例2

本实用新型提供的一种复合热管与实施例1提供的复合热管结构相同，请参阅图3和图，其不同之处在于，为了增加吸液层的吸附力，加快工作流体的流动，增大散热性能，在吸液芯4壁，以及内管体6外壁涂覆有超亲水纳米涂料层7。

本实用新型采用的超亲水纳米涂料，包括下述重量数的组分：环氧树脂 4kg；正硅酸异丙酯7kg；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷18kg；潜伏型双氰胺固化剂1kg；纳米级白石墨烯1kg；纳米级石墨烯粉0.3kg；环己烷20kg，乙醇20kg。

其制备方法依次包括下述步骤：

1)称取各个组分；

2)将N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷滴加入乙醇，常温搅拌0.5h，减压蒸馏蒸去乙醇；

3)将环氧树脂加热熔融，加入正硅酸异丙酯，继续加热至150℃至155℃保温2h后，加入步骤1中制得的物质，于150至155℃保温3-4小时，降温至常温；

4)向步骤3)制备的物质中加入潜伏型双氰胺固化剂、纳米级白石墨烯、纳米级石墨烯粉0.1-0.5和环己烷，搅拌均匀。

以上内容是结合具体的优选实施方式，对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。