一种复合型吸液芯超薄热管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热管技术领域，特别是涉及一种复合型吸液芯超薄热管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]当今信息产业飞速发展，电子产品不断朝着高性能化与轻薄化的方向发展，这两个不同的发展趋势造成一系列的散热问题，电子芯片产生的高热量若未能及时散去，将严重影响电子芯片的稳定性和寿命，高热流密度问题成为了制约电子行业发展的重要瓶颈。热管因具有高导热率、高可靠性、热响应快、无需额外电力驱动等特点，成为解决电子芯片高热流密度问题的理想解决方案。热管的传热性能主要取决于吸液芯结构，热管常用的吸液芯结构有:沟槽型、烧结型和丝网型，其中烧结型又分为铜粉烧结、泡沫铜烧结等。超薄热管是为了适应轻薄型电子设备狭小散热空间而制造的新型热管，其整体厚度小于1.5mm,由于厚度的限制，传统的吸液芯结构应用在超薄管中会导致性能严重下降甚至失效。
[0003]中国发明专利201310025270.3公开了一种超薄热管的制造方法，该超薄热管的吸液芯采用了铜粉烧结与局部沟槽组成的复合吸液芯结构，该发明采用的沟槽铜管齿高为0.08 mm ~0.15mm，管材壁厚为0.18 mm ~0.3mm，因此加工出来的超薄热管的整体厚度为0.8 mm ~1.5mm。但对于目前电子设备特别是手机而言，0.8mm的超薄热管厚度已经不能满足其要求，要求超薄热管做得更薄。而且该发明制造的超薄热管的汽液通道分配不明显，整体通道几乎都被吸液芯结构所占据，必然会导致蒸汽流动阻力增大，特别是当超薄热管厚度进一步减少时，将导致蒸发段的蒸汽无法流动至冷凝段。另外，现有技术的超薄热管的制造方法存在工艺复杂，且生产成本高的缺点。
[0004]另外，现有技术中，热管常用的吸液芯均为单层结构，现有技术的单层吸液芯包括单层铜粉吸液芯、单层泡沫铜吸液芯、单层丝网吸液芯、以及CN102345994公开的由紫铜粉末颗粒和紫铜纤维混合而成的单层吸液芯。其中，单层铜粉吸液芯、单层泡沫铜吸液芯、以及CN102345994公开的由紫铜粉末颗粒和紫铜纤维混合而成的单层吸液芯的厚度均比较大，其厚度一般均要达到0.3mm以上，因为，如果其厚度在0.3mm以下就很容易折断。另外，单层丝网吸液芯虽然可以达到0.3mm以下而不容易折断，但是，单层丝网吸液芯存在毛细压力小的缺点而导致单层丝网吸液芯的性能比较差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足之处而提供一种厚度薄，且传热功率高和热阻小的复合型吸液芯超薄热管，该复合型吸液芯超薄热管的复合吸液芯具有厚度薄且不易折断的优点。
[0006]本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足之处而提供一种工艺简单，且生产成本低的复合型吸液芯超薄热管的制造方法，该制造方法所制造的复合型吸液芯超薄热管具有厚度薄、传热功率高和热阻小的优点。
[0007]为达到上述目的之一，本发明通过以下技术方案来实现。
[0008]提供一种复合型吸液芯超薄热管，包括具有密闭空腔的管壳、设置于所述密闭空腔的工质和具有孔隙通道的复合吸液芯；
所述复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于所述丝网层的一个面或两个面的烧结层；所述密闭空腔分设有液体流动通道和蒸汽流动通道；所述液体流动通道为所述复合吸液芯的孔隙通道。
[0009]所述复合吸液芯设置于所述密闭空腔的中部，所述复合吸液芯的两侧保留有空间作为所述蒸汽流动通道。
[0010]所述烧结层为泡沫铜层或铜粉层。
[0011]优选的，所述复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于所述丝网层的一个面的泡沫铜层；
或，所述复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于所述丝网层的两个面的泡沫铜层；
或，所述复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于所述丝网层的一个面的铜粉层；
或，所述复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于所述丝网层的两个面的铜粉层；
或，所述复合吸液芯包括丝网层、烧结于所述丝网层的一个面的泡沫铜层、以及烧结于所述丝网层的另一个面的铜粉层。
[0012]所述丝网层的厚度为0.05mm~0.1mm，所述丝网层的目数为150目~250目；
所述泡沫铜层的厚度为0.1mm-0.3mm，所述泡沫铜层的孔隙率为70%~80% ；
所述铜粉层的厚度为0.05mm~0.1mm，所述铜粉层的铜粉的粒径为能过80目-200目筛。
[0013]所述管壳的管壁的厚度为0.1mm-0.15mm ;所述复合型吸液芯超薄热管的整体厚度为 0.4mm~0.8mmο
[0014]为达到上述目的之二，本发明通过以下技术方案来实现。
[0015]提供一种复合型吸液芯超薄热管的制造方法，它包括如下步骤:
步骤一，复合吸液芯的制备:块状复合吸液芯烧结完成后，根据超薄热管的形状和尺寸，裁剪出相应的尺寸的复合吸液芯；
步骤二，管壳的准备:将紫铜圆管裁切出一定长度，然后清洗至管壳表面无油污、无污渍；然后将紫铜圆管在90°C ~110°C的烤箱中烘烤15分钟~30分钟；
步骤三，缩口一:对步骤二的紫铜圆管的第一端进行缩口 ；
步骤四，复合吸液芯的填入:将步骤一中裁剪好的复合吸液芯放置于步骤三中已经进行了第一端缩口的紫铜圆管的内部，并将芯棒插入紫铜圆管的内部将复合吸液芯压紧；步骤五，烧结:将复合吸液芯固定好后的紫铜圆管放置于真空烧结炉中加热，并升温至9000C ~1000°C下保温30分钟~120分钟；烧结完成后，炉冷至室温；
步骤六，打标:从真空烧结炉中取出烧结好的紫铜圆管，并标记好复合吸液芯的方向，拔出芯棒，即得到带复合吸液芯的紫铜圆管；
步骤七，缩口二:对步骤六中的紫铜圆管的第二端进行缩口 ；
步骤八，焊接一:对步骤七中的紫铜圆管的第二端进行焊接密封；
步骤九，退火:将步骤八的紫铜圆管放入退火炉中进行退火处理；
步骤十，注液和抽真空:从紫铜圆管的第一端向紫铜圆管内部灌注液态工质，并对紫铜圆管内部进行抽真空处理； 步骤十一，焊接二:对紫铜圆管的第一端进行焊接密封；
步骤十二，压扁:先将紫铜圆管加热至180°C ~220°C，然后将紫铜圆管根据打标的位置压扁，使紫铜圆管压扁至厚度均匀，且上下扁平，即得到复合型吸液芯超薄热管。
[0016]上述技术方案中，所述步骤二中，紫铜圆管的清洗步骤为:将紫铜圆管经过超声波清洗，化学清洗，清水清洗三道清洗工序后，再依次经冷脱脂清洗10分钟~20分钟，热脱脂清洗10分钟~20分钟，清洗剂清洗2分钟~4分钟。
[0017]上述技术方案中，所述步骤九中，退火处理是在600°C ~700°C的还原气氛下进行；所述还原气氛为氮气，或者氮气和氢气的混合物；所述氮气的流量为90L/h ~110L/h，所述氮气和氢气的混合物的流量为150 L/h ~170L/h。
[0018]上述技术方案中，所述步骤十中，所灌注的液体工质为电阻率为14 ΜΩ.m -18.2ΜΩ.m的去离子水；对紫铜圆管内部进行抽真空的时间为40秒~60秒。
[0019]本发明的有益效果:
(I)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，其管壳壁的厚度为0.1mm-0.15_，该复合型吸液芯超薄热管的整体厚度为0.4mm~0.8mm，因此，该复合型吸液芯超薄热管具有厚度薄的优点，能够满足电子设备更加轻薄化的要求。
[0020](2)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，由于管壳的密闭空腔分设有液体流动通道和蒸汽流动通道，且液体流动通道为复合吸液芯的孔隙通道，即，该复合型吸液芯超薄热管将液体流动通道和蒸汽流动通道分开，保证液体工质与蒸汽能够流动畅通，因此，该复合型吸液芯超薄热管具有传热功率高和热阻小的优点。
[0021](3)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，由于复合吸液芯设置于密闭空腔的中部，复合吸液芯的两侧保留有空间作为蒸汽流动通道，因此，一方面能够使得蒸汽的流动阻力小，另一方面，有利于外部热量的传入，且能够减少径向热阻。
[0022](4)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，由于复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于丝网层的一个面或两个面的烧结层包括至少两层由两种或两种以上不同材料复合烧结而成的层叠结构；该材料包括丝网、泡沫铜或铜粉中的一种；该层叠结构的超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯具有毛细压力大、工质回流阻力小、热阻低、传热性能好且厚度小的优点；其中，通过提高汽液交界面面积，从而减少蒸发和降低冷凝热阻，其中，烧结层为泡沫铜层或铜粉层，由于丝网具有很好的韧性和支撑作用(即力学性能好)，在丝网层的一个面或两个面设置烧结层后形成的超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯，当所形成的超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯的厚度比较薄该超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯也不容易折断，本发明制得的超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯的厚度能够达到0.1mm-0.2mm，也不容易折断，该0.1, mm~0.2mm的厚度能够很好地满足轻薄型电子产品的需求。
[0023](5)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，优选的，复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于丝网层的一个面的泡沫铜层为单层丝网与单层泡沫铜复合烧结而成的层叠结构，由于丝网层具有力学性能好和工质流动阻力小的优点，但存在毛细压力小的缺点，而泡沫铜层具有毛细压力大的优点，但由于泡沫铜层的空隙小而存在工质流动阻力大的缺点，且泡沫铜层的力学性能较差，在薄厚度下容易折断，通过单层丝网层与单层泡沫铜层复合烧结而成的层叠结构，使所制得的超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯不容易折断丝网与泡沫铜能够弥补各自的不足，使得该超薄热管用复合吸液芯复合吸液芯且具有力学性能好、毛细压力大和工质流动阻力小的优点。
[0024](6)本发明的一种复合型吸液芯超薄热管，优选的，复合吸液芯包括丝网层，以及烧结于丝网层的两个面的