专利名称：导热流体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及热传领域，尤其涉及一种导热流体及其制备方法。
背景技术：
近年来电子技术迅速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集及微型化，使得单位容积电子器件发热量剧增，热管技术以其高效、紧凑以及灵活可靠等特点，适合解决目前电子器件因性能提升所衍生的散热问题。
热管正常有效地工作，通常要求吸液芯毛细结构能使工作流体均匀分布在热管内，并能使工作流体迅速回流，并要求工作流体汽化热高、导热系数大。工作流体导热系数大且在毛细吸液芯中均匀分布，有利于工作流体迅速带走热量，使电子器件温度降低。
传统技术一般采用纯液体作为工作流体，虽然很多纯液体具有低沸点和高相变吸热量，但本身导热率并不高，而工作流体导热率低会导致热管管壁和工作流体之间以及工作流体内部热阻增高，从而导致热管效率下降，同时也会造成热管蒸发段产生局部过热。因此，如能提高工作流体的导热率，降低热管管壁和工作流体之间以及工作流体内部热阻，则可提升热管的效率。
现有技术提供一种导热流体，该导热流体为悬浮液，其包括一流体和悬浮在该流体中的高导热性陶瓷粉末，但传统的物理制备方式所获得的这种粉末的颗粒大小都在微米级以上，虽然能增加导热流体的导热效率，然而，较大的颗粒会导致热管阻塞而失去工作能力。且所述粉末极易因范得华力而发生凝聚，也会造成热管毛细结构阻塞而失去工作能力，为避免其发生凝聚，通常采用加入表面活性剂来分散、稳定粉末的颗粒，然而表面活性剂在热管工作时易产生气泡而阻碍热传。
有鉴于此，提供一种具有高导热率的导热流体及其制备方法实为必要。
发明内容以下将以实施例说明一种具有高导热率的导热流体的制备方法。
以及，一种具有高导热率的导热流体。
为实现上述内容，提供一种导热流体的制备方法，其包括以下步骤提供化学计量的金属离子溶液和还原剂，以及适当的保护剂；将所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合后发生化学反应；稀释上述反应后的溶液，得到一种导热流体。
所述金属离子溶液包含四氯金酸、硝酸银、过氯酸银、硫酸铜、氯化银及硝酸铜中的一种或几种的混合。
所述还原剂为硼氢化钠、次磷酸钠、联铵、氯化亚锡、盐酸氢胺、柠檬酸钠及乙二醇中的一种或几种的混合。
所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮及四级铵盐的一种或几种的混合。
所述保护剂的用量为金属离子溶液中金属盐或金属酸总重的0.05～2倍。
所述在金属离子溶液和还原剂反应时，对所述金属离子溶液进行加热搅拌。
所述在金属离子溶液和还原剂反应时，对所述金属离子溶液进行超声波震荡。
所述稀释步骤采用水、醇类及酮类的一种或几种的混合。
所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合。
所述酮类为丙酮。
以及，提供一种导热流体，其包括一流体；多个纳米粒子，其分散在所述流体中；一保护剂，分散在所述流体中，其中所述纳米粒子占导热流体总重量的0.1％～3％。
所述流体包含水、醇类及酮类的一种或几种的混合。
所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合。
所述酮类为丙酮。
所述纳米粒子选自下列材料金、银、铜、铝、氧化铜、氧化铝、氮化硼、氮化铝及氧化锌中的一种或几种的混合。
所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸及四级铵盐的一种或几种的混合。
所述纳米粒子的粒径为1～100纳米。
本实施方式提供的导热流体的制备方法，在保护剂存在时使金属离子溶液和还原剂进行反应，从而可以控制反应生成的粒子的尺寸，使其达到纳米量级，以获得具有纳米粒子分散良好的导热流体。本实施方式提供的导热流体，其内分散有纳米粒子和保护剂，由于纳米粒子粒径很小，而且由于导热流体中有保护剂存在，可防止纳米粒子凝聚，从而可避免热管堵塞，且所述纳米粒子可降低热管管壁和导热流体以及导热流体内部的热阻，从而提高热管的热传效率。
图1是本技术方案的导热流体的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本技术方案作进一步详细说明。
请参阅图1，本实施方式提供的导热流体的制备方法，其包括以下步骤提供化学计量的金属离子溶液和还原剂，以及适当的保护剂；将所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合后发生化学反应；稀释上述反应后的溶液，得到一种导热流体。下面再结合实施例对本技术方案提供的导热流体的制造方法作详细说明。
步骤100提供化学计量的金属离子溶液和还原剂，以及适当的保护剂。其中所述金属离子溶液包含四氯金酸、硝酸银、过氯酸银、硫酸铜、氯化银及硝酸铜等中的一种或几种的混合，所述还原剂为硼氢化钠、次磷酸钠、联铵、氯化亚锡、盐酸氢胺、柠檬酸钠及乙二醇等中的一种或几种的混合。所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮及四级铵盐的一种或几种的混合，优选地，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾的一种或几种的混合。其中可通过控制金属离子溶液的浓度以及保护剂的用量来达到控制反应后生成的金属粒子的大小。通常，其它条件不变的情况下，金属离子溶液浓度越低，得到的金属粒子颗粒越细，金属离子溶液浓度越大，得到的金属粒子颗粒越大。而金属粒子颗粒大小和保护剂的用量正好相反，保护剂用量越大，得到的金属粒子颗粒越细，保护剂用量越小，得到的金属粒子颗粒越大。优选地，金属离子溶液总浓度小于1.5mol/L，保护剂的用量为金属离子溶液中金属盐或金属酸总重的0.05～2倍。本实施例使用的金属离子溶液为硝酸银溶液，还原剂为次磷酸钠，保护剂为聚乙烯醇。其中硝酸银溶液浓度为0.2mol/L，保护剂的重量为硝酸银重量的0.5倍。
步骤200将所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合后发生化学反应。其中所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合，可先将金属离子溶液和保护剂混合，再和还原剂混合，也可先将还原剂和保护剂混合，再和金属离子溶液混合。所述使金属离子溶液和还原剂在保护剂存在时反应，是由于调节保护剂的用量可以调控还原反应的速率，当还原反应生成的金属粒子晶核一旦形成，就处于保护剂的保护下，然后长大成均一的微粒，从而使金属粒子粒径分布范围很窄。而且借助高分子的分散作用，可使金属粒子在溶液中形成均一的悬浮液，并防止金属粒子团聚。所述金属离子溶液和还原剂反应过程中，可对所述金属离子溶液进行加热搅拌或进行超声波震荡，优选地，对所述金属离子溶液同时进行加热搅拌和超声波震荡。
步骤300稀释上述反应后的溶液，得到一种导热流体。根据导热流体对纳米粒子含量的要求对步骤200反应后的溶液进行适当稀释。所述稀释步骤可使用水、醇类及酮类的一种或几种的混合，优选地，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合，所述酮类为丙酮。本实施例中，使用水对反应后的溶液进行稀释，经稀释后得到的导热流体中纳米粒子占导热流体总重的0.5％。
本实施方式提供的导热流体，其包括一流体；多个纳米粒子，其分散在所述流体中；一保护剂，分散在所述流体中，所述纳米粒子占导热流体总重量的0.1％～3％，所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮及四级铵盐的一种或几种的混合，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾的一种或几种的混合。所述流体包含水、醇类及酮类的一种或几种的混合，优选地，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合，所述酮类为丙酮。所述纳米粒子材料选自金、银、铜、铝、氧化铜、氧化铝、氮化硼、氮化铝及氧化锌中的一种或几种的混合。所述纳米粒子粒径为1～100纳米。
本实施方式提供的导热流体的制备方法，在保护剂存在时使金属离子溶液和还原剂进行反应，从而可以控制反应生成的粒子的尺寸，使得达到纳米量级，以获得具有纳米粒子的导热流体。本实施方式提供的导热流体，其内分散有纳米粒子和保护剂，由于纳米粒子粒径很小，而且由于导热流体中有保护剂存在，可防止纳米粒子凝聚，从而可避免热管堵塞，且所述纳米粒子可降低热管管壁和导热流体以及导热流体内部的热阻，从而提高热管的热传效率。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种导热流体的制备方法，其包括以下步骤提供化学计量的金属离子溶液和还原剂，以及适当的保护剂；将所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合后发生化学反应；稀释上述反应后的溶液，得到一种导热流体。
2.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述金属离子溶液包含四氯金酸、硝酸银、过氯酸银、硫酸铜、氯化银及硝酸铜中的一种或几种的混合。
3.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠、次磷酸钠、联铵、氯化亚锡、盐酸氢胺、柠檬酸钠及乙二醇中的一种或几种的混合。
4.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮及四级铵盐的一种或几种的混合。
5.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述保护剂的用量为金属离子溶液中金属盐或金属酸总重的0.05～2倍。
6.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述在金属离子溶液和还原剂反应时，对所述金属离子溶液进行加热搅拌。
7.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述在金属离子溶液和还原剂反应时，对所述金属离子溶液进行超声波震荡。
8.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述稀释步骤利用水、醇类及酮类的一种或几种的混合溶液来稀释。
9.如权利要求1所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合。
10.如权利要求第1项所述导热流体的制备方法，其特征在于，所述酮类为丙酮。
11.一种导热流体，其包括一流体；多个纳米粒子，其分散在所述流体中；及一保护剂，分散在所述流体中，其中所述纳米粒子占导热流体总重量的0.1％～3％。
12.如权利要求第12项所述导热流体，其特征在于，所述流体包含水、醇类及酮类的一种或几种的混合。
13.如权利要求第13项所述导热流体，其特征在于，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇及乙二醇中的一种或几种的混合。
14.如权利要求第13项所述导热流体，其特征在于，所述酮类为丙酮。
15.如权利要求第12项所述导热流体，其特征在于，所述纳米粒子选自下列材料金、银、铜、铝、氧化铜、氧化铝、氮化硼、氮化铝及氧化锌中的一种或几种的混合。
16.如权利要求第12项所述导热流体，其特征在于，所述保护剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、单柠酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮及四级铵盐的一种或几种的混合。
17.如权利要求第12项所述导热流体，其特征在于，所述纳米粒子的粒径为1～100纳米。
全文摘要
本发明提供一种导热流体的制备方法，其包括以下步骤提供化学计量的金属离子溶液和还原剂，以及适量的保护剂；将所述金属离子溶液、还原剂以及保护剂混合后发生化学反应；稀释上述反应后的溶液，得到一种导热流体。另外，本发明还提供一种导热流体，其包括一种流体；多个纳米粒子，其分散在所述流体中；一保护剂，分散在所述流体中，本发明提供的导热流体，可避免纳米粒子凝聚，具有很好的热传导效率。
文档编号C09K5/10GK1908110SQ20051003644
公开日2007年2月7日 申请日期2005年8月5日 优先权日2005年8月5日
发明者董才士 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司