一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法与流程

1.本发明涉及热管技术领域，具体涉及一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法。


背景技术：

2.热管以其热导率高、传热距离远、均温性好等特点，在芯片、5g通讯产品、汽车电子器件等散热领域有着不可替代的作用，热管的长度一般为100-300mm，但当热管长度超过300mm后，由于其内部吸液芯结构毛细作用力不足和重力的影响，热管的传热性能大打折扣，传统的吸液芯结构孔尺寸单一，孔径分布相对集中，无法既提供足够大的毛细作用力又提供良好的渗透性能，这就造成热管传输距离受到很大的限制，因此如何提升热管的热传输距离是需要解决的问题。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.为了克服现有技术不足，现提出一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，通过热管内部吸液芯孔结构的优化组合，能够提升热管的热传输距离。
5.(二)技术方案
6.本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，利用不同粒径的铜粉和发泡剂进行孔结构调控，热端形成尺寸较大的孔结构，冷端形成尺寸较小的孔结构，包括如下步骤：
7.步骤一：将不同目数的铜粉与发泡剂按比例进行混粉操作，并将混合好的不同目数的粉末按顺序倒入模具中成型；
8.步骤二：将步骤一中的模具放入烧结炉中进行气氛烧结，以一定的温度，烧结一段时间后，即得到吸液芯结构，
9.步骤三：将吸液芯结构烧结在直径8mm，长度为450mm铜管内壁并制成热管后验证其传热性能。
10.进一步的，所述铜粉的粒径为50-1000目，所述发泡剂为碳酸氢铵，所述铜粉含量为99％-99.5％，所述碳酸氢铵的含量为0.5％-1％。
11.进一步的，所述步骤一中混粉操作采用三维混粉机进行操作，混粉转速为1-10r/min,混粉时间为0.5-2h。
12.进一步的，所述步骤一中倒入模具的顺序为先将600-1000目的混合粉末倒入模具中，随后倒入300-500目的混合粉末，最后倒入50-200目混合粉末。
13.进一步的，所述步骤二中气氛烧结采用5％-15％的氢氮混合气，所述烧结温度为700-900℃，所述烧结时间为1-3h。
14.(三)有益效果
15.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
16.本发明提到的一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，对现有吸液芯在300mm以
上长度的热管中传热性能降低的问题，采用不同孔结构吸液芯进行优化组合，可在热端实现快速蒸发，冷端快速降温，并通过不同孔结构快速传递工质至热端传热，本发明操作简单，可有效替代现有铜粉烧结吸液芯结构，实现远距离定向传热的目的。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.具体的，热性能测试为将热管一端放置于热源中，一端放置于冷却水中，通过测试一端时间内，热管温度变化，来进行热性能的测试。
19.实施例1：
20.选取1000目铜粉19.5g，500目铜粉19.5g，200目铜粉19.5g，将碳酸氢铵3g分别加入三份铜粉中，采用三维混合机以1r/min对三组铜粉分别进行混合，混粉时间均为0.5小时，随后先将1000目铜粉倒入模具中，再将500目铜粉倒入模具，最后将200目铜粉倒入模具中，将模具放入烧结炉中采用750℃，5％氢氮混合气进行保护，1h烧结后得到吸液芯，最后将吸液芯制成直径8mm，长度为450mm热管后进行热性能测试，测试结果如下：
[0021][0022]
实施例2：
[0023]
选取800目铜粉19.5g，400目铜粉19.5g，100目铜粉19.5g，将碳酸氢铵2.25g分别加入三份铜粉中，采用三维混合机以5r/min对三组铜粉分别进行混合，混粉时间均为1小时，随后先将800目铜粉倒入模具中，再将400目铜粉倒入模具，最后将100目铜粉倒入模具中，将模具放入烧结炉中采用800℃，10％氢氮混合气进行保护，2h烧结后得到吸液芯，最后将吸液芯制成直径8mm，长度为450mm热管后进行热性能测试，测试结果如下：
[0024][0025]
实施例3：
[0026]
选取600目铜粉19.5g，300目铜粉19.5g，50目铜粉19.5g，将碳酸氢铵1.5g分别加入三份铜粉中，采用三维混合机以10r/min对三组铜粉分别进行混合，混粉时间均为1.5小时，随后先将600目铜粉倒入模具中，再将300目铜粉倒入模具，最后将50目铜粉倒入模具中，将模具放入烧结炉中采用900℃，15％氢氮混合气进行保护，3h烧结后得到吸液芯。最后将吸液芯制成直径8mm，长度为450mm热管后进行热性能测试，测试结果如下：
[0027][0028]
通过上述实施例，充分说明了不同孔结构吸液芯的组合，对热性能有着极大的影响，因此根据适用场景的不用，选择对应的制备方法，通过热性能测试，选择相应的热管，通过优化不同孔结构吸液芯的组合能够在热端实现快速蒸发，冷端快速降温，热端采用尺寸较大的孔结构并利用其较好的渗透性能促进工质快速蒸发，在冷端采用尺寸较小的孔结构提供足够大的毛细作用力传输工质并通过不同孔结构快速传递工质至热端传热，可有效替代现有铜粉烧结吸液芯结构，实现远距离定向传热的目的。
[0029]
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。


技术特征：
1.一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，其特征在于：利用不同粒径的铜粉和发泡剂进行孔结构调控，热端形成尺寸较大的孔结构，冷端形成尺寸较小的孔结构，包括如下步骤：步骤一：将不同目数的铜粉与发泡剂按比例进行混粉操作，并将混合好的不同目数的粉末按顺序倒入模具中成型；步骤二：将步骤一中的模具放入烧结炉中进行气氛烧结，以一定的温度，烧结一段时间后，即得到吸液芯结构；步骤三：将吸液芯结构烧结在直径8mm，长度为450mm铜管内壁并制成热管后验证其传热性能。2.根据权利要求1所述的一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，其特征在于：所述铜粉的粒径为50-1000目，所述发泡剂为碳酸氢铵，所述铜粉含量为99％-99.5％，所述碳酸氢铵的含量为0.5％-1％。3.根据权利要求1所述的一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的混粉操作采用三维混粉机进行操作，混粉转速为1-10r/min,混粉时间为0.5-2h。4.根据权利要求1所述的一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，其特征在于：所述步骤一中倒入模具的顺序为先将600-1000目的混合粉末倒入模具中，随后倒入300-500目的混合粉末，最后倒入50-200目混合粉末。5.根据权利要求1所述的一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，其特征在于：所述步骤二中气氛烧结采用5％-15％的氢氮混合气，所述烧结温度为700-900℃，所述烧结时间为1-3h。

技术总结
本发明公开了一种含渐变孔结构铜吸液芯的制备方法，利用不同粒径的铜粉和发泡剂进行孔结构调控，热端形成尺寸较大的孔结构，冷端形成尺寸较小的孔结构，包括如下步骤：步骤一：将不同目数的铜粉与发泡剂按比例进行混粉操作，并将混合好的不同目数的粉末按顺序倒入模具中成型；步骤二：将步骤一中的模具放入烧结炉中进行气氛烧结，以一定的温度，烧结一段时间后，即得到吸液芯结构，步骤三：将吸液芯结构烧结在直径8mm，长度为450mm铜管内壁并制成热管后验证其传热性能，通过上述步骤可制得不同孔结构的吸液芯，实现远距离定向传热的目的。实现远距离定向传热的目的。


技术研发人员：汝金明 吴水淼 胡旭鸣 黄俊隆 陈钰 陈曲 吴晓宁
受保护的技术使用者：北京中石伟业科技宜兴有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/9/9