多孔吸液芯及其制备方法与流程

本发明涉及均热板结构吸液芯结构，特别涉及一种通过软模板法制备的多孔均热板吸液芯制备方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，电子产品逐渐趋于微小化，由于电子产品的功能越来越多，其散热元件越来越集中在更小的范围内。因此电子产品的散热是产品设计和生产组装过程中必须考虑的一个重要议题。

依靠相变散热而发明的热管、均热板等电子产品散热器件也应运而生，并在产品功能中提供了很好的散热保证。也因此，诸如此类的散热器件给制造厂商创造了不菲的价值和利润。均热板等散热器件的散热功率也亟待进一步的提高。cn103542749a公开了一种仿生均热板吸液芯，该吸液芯结构有利于工质的传输，提高了均热板的散热能力，但由于结构较为复杂，需要用到光刻等复杂且昂贵的设备。发明专利cn106435665a通过电化学沉积制备一种具有天然多尺度树枝状微针翅铜表面结构作为热管或均热板的吸液芯结构，这一结构作为超薄吸液芯为均热板的设计带来了新的思路。但该专利所述结构容易造成工质被气流携带，降低传热效率。

技术实现要素：

为克服以上缺点和不足，本发明提供多孔吸液芯的制备方法，包括如下步骤：a)配制第一次电沉积电解液，为包括0.5-1.8mol/l硫酸和0.1-0.5mol/l硫酸铜的水溶液；b)配制第二次电沉积电解液，为包括0.2-0.9mol/l硫酸和0.4-0.9mol/l硫酸铜的水溶液；c)采用表面活性剂和碱性化合物的混合溶液对基底表面进行清洗，再用稀盐酸活化，然后清洗干净；以及d)将处理后的基底在所述第一次电沉积电解液中进行第一次电沉积，然后在所述第二次电沉积电解液中进行第二次电沉积；其中，第二次电沉积的电流密度小于第一次电沉积电流密度。

根据本发明的一实施方式，所述第一次电沉积电解液中硫酸与硫酸铜摩尔浓度比为5.5:4.5-9:1。

根据本发明的另一实施方式，所述第一次电沉积电解液中硫酸与硫酸铜摩尔浓度比为7:3-8:2。

根据本发明的另一实施方式，所述第一次电沉积的电流密度为0.5-5a/cm²，沉积时间为10s-10min。

根据本发明的另一实施方式，所述第一次电沉积的电流密度为0.8-1.5a/cm²，沉积时间为50-90s。

根据本发明的另一实施方式，所述第二次电沉积的电流密度为0.01-0.1a/cm²，沉积时间为5-15min，

根据本发明的另一实施方式，所述第二次电沉积的电流密度为0.02-0.05a/cm²，时间为10-15min。

本发明还涉及一种多孔吸液芯，由上述方法制成。多孔吸液芯的孔隙尺寸下层比上层小，多孔结构的孔壁上层更加致密。

本发明采用两次电沉积，形成的多孔结构更强健，无需进行后续烧结，与现有技术相比优化了工艺，节约了能源。本发明的方法可以用于各种形状的热管和均热板产品上，多孔结构厚度可在10μm以上任意调节，为产品的个性化设计提供新的方向。通过本发明方法可以在基底表面直接获得具有特定排布的、具有优异毛细力和渗透度的多孔结构，有利于工质传输。

附图说明

图1a是实施例1制备的多孔吸液芯的表面扫描电镜照片。

图1b是实施例1制备的多孔吸液芯的截面的扫描电镜照片。

图2是实施例1制备的多孔吸液芯的实物照片。

图3是实施例1制备的多孔吸液芯和铜片作为散热器的散热效果对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

称取一定量的硫酸铜，将硫酸铜溶解在去离子水中形成硫酸铜溶液，然后向硫酸铜溶液中加入合适量的浓硫酸，得到0.1mol/l硫酸铜和0.5mol/l硫酸的混合溶液作为第一次电沉积电解液。

称取一定量的硫酸铜，将硫酸铜溶解在去离子水中形成硫酸铜溶液，然后向硫酸铜溶液中加入合适量的浓硫酸，得到0.5mol/l硫酸铜和0.2mol/l硫酸的混合溶液作为第二次电沉积电解液。

在十二烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合溶液中对金属基底进行超声波清洗，再用去离子水清洗干净。

将处理后的基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以0.5a/cm²恒定电流密度下电沉积10min。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.01a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积15min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

将多孔结构制备成产品，进行散热效果测试。

实施例2

以与实施例1相同的方法制备第一次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.5mol/l以及硫酸的浓度为1.8mol/l。

以与实施例1相同的方法制备第二次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.5mol/l以及硫酸的浓度为0.2mol/l。

以与实施例1相同的方法预处理基底。

将处理后的金属基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以0.8a/cm²恒定电流密度下电沉积20s。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.02a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积10min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

实施例3

以与实施例1相同的方法制备第一次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.2mol/l以及硫酸的浓度为0.8mol/l。

以与实施例1相同的方法制备第二次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.4mol/l以及硫酸的浓度为0.2mol/l。

以与实施例1相同的方法预处理基底。

将处理后的金属基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以1.5a/cm²恒定电流密度下电沉积50s。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.05a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积10min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

实施例4

以与实施例1相同的方法制备第一次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.1mol/l以及硫酸的浓度为0.9mol/l。

以与实施例1相同的方法制备第二次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.9mol/l以及硫酸的浓度为0.9mol/l。

以与实施例1相同的方法预处理基底。

将处理后的金属基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以5.0a/cm²恒定电流密度下电沉积20s。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.1a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积10min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

实施例5

以与实施例1相同的方法制备第一次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.3mol/l以及硫酸的浓度为0.7mol/l。

以与实施例1相同的方法制备第二次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.5mol/l以及硫酸的浓度为0.2mol/l。

以与实施例1相同的方法预处理基底。

将处理后的金属基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以1.0a/cm²恒定电流密度下电沉积90s。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.08a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积5min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

实施例6

以与实施例1相同的方法制备第一次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.45mol/l以及硫酸的浓度为0.55mol/l。

以与实施例1相同的方法制备第二次电沉积电解液，除了硫酸铜的浓度为0.5mol/l以及硫酸的浓度为0.2mol/l。

以与实施例1相同的方法预处理基底。

将处理后的金属基底浸入第一次电沉积电解液中，在25℃下、以1.0a/cm²恒定电流密度下电沉积10s。

然后，将其置于第二次电沉积电解液中，在20℃下、以0.05a/cm²恒定电流密度下电沉积电流下沉积10min。

最后，对制备的多孔吸液芯进行水洗，干燥。

对比例1

将相同尺寸的铜片和实施例1制备的多孔吸液芯进行相同的散热效果测试，结果示于图3。

图1a示出实施例1制备的多孔吸液芯表面的扫描电镜照片；图1b示出实施例1制备的多孔吸液芯截面的扫描电镜照片，从中可以看出多孔吸液芯表层更加致密，下层孔隙疏松，利于流体的传输。从图1a和1b中可以看出，多孔结构孔隙均匀分布，孔隙率高，结构粗壮，具有良好的力学强度。图2是实施例1制备的多孔吸液芯产品实物照片，图中深色部分为发明制备的多孔结构，从图中可以看出多孔结构与基底结合良好，并可制备成任意形状。图3示出实施例1制备的多孔吸液芯和纯铜片作为散热器的散热效果图，对比例1与实施例1在相同方法下测得。从图3中可以看出多孔结构产品散热效果远高于对比例1，散热效果优异。

对于本发明提供的其它实施例，所得产品结果与实施例1相同或相似，在此不再一一赘述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。