本實(shí)用新型涉及電子散熱器件領(lǐng)域,具體涉及一種基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管。
背景技術(shù):
近年以來(lái),隨著電子器件的功率越來(lái)越大,體積越來(lái)越小,導(dǎo)致散熱仍是急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。熱管是一種高熱導(dǎo)率的兩相相變導(dǎo)熱元件,它有著傳熱快、等溫性好、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)?;诟咝约傲己玫撵`活性等特點(diǎn),熱管技術(shù)仍是解決電子器件散熱的有效手段,廣泛運(yùn)用于航天航空技術(shù)、太陽(yáng)能熱控技術(shù)、余熱回收等領(lǐng)域。
目前,大多數(shù)的熱管主要應(yīng)用在對(duì)單一熱源的散熱,即一個(gè)熱源對(duì)應(yīng)著一個(gè)冷源。隨著微型化及集成度的不斷提高,電子設(shè)備中熱源的數(shù)量會(huì)越來(lái)越多,例如計(jì)算機(jī)里有GPU及多個(gè)CPU、同一PCB板封裝有多個(gè)大功率芯片等。對(duì)于這種多熱源系統(tǒng),傳統(tǒng)通常采用多根熱管的散熱方案。這種傳統(tǒng)的散熱方案雖然簡(jiǎn)單方便,但其占用體積較大,空間利用率較低,難以滿足高集成器件的微型需求。另一方面,平板熱管憑借均勻熱通量和熱量快速擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)在解決多熱源問(wèn)題上得到重視。平板熱管解決多熱源散熱問(wèn)題的前提條件是熱源需分布在同一平面上,它不適用于熱源位置比較分散和空間交錯(cuò)的情況。而對(duì)于熱源位置分布復(fù)雜的情況,環(huán)路熱管可以充分展現(xiàn)其處理熱源位置問(wèn)題的靈活性優(yōu)勢(shì)。環(huán)路熱管雖然適用于多熱源的散熱,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造難度和成本都較高。綜上,多熱源的散熱問(wèn)題仍然沒(méi)有給出真正有效的解決方案。
由此可見(jiàn),為了適應(yīng)電子器件未來(lái)微型化、多熱源化的發(fā)展,急需開(kāi)發(fā)一種更為具有靈活性、良好的傳熱性能的熱管運(yùn)用于多熱源器件的散熱領(lǐng)域中,從而削弱熱問(wèn)題對(duì)電子器件的可靠性和穩(wěn)定性的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的主要目的是針對(duì)傳統(tǒng)熱管難以靈活應(yīng)用在多熱源散熱領(lǐng)域上的現(xiàn)象,提出了一種較高毛細(xì)壓力的、較高空間利用率的、高導(dǎo)熱性能的、具有柔性的基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管及其制備方法,以解決傳統(tǒng)熱管在多熱源散熱領(lǐng)域上空間利用率低的問(wèn)題。
本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管,包括多支路管接頭、第一管殼、第二管殼和密封環(huán)狀堵頭;
所述第一管殼的兩端未封閉,所述第二管殼的一端封閉一端未封閉;第一管殼和第二管殼的內(nèi)壁上均粘附有燒結(jié)的多孔毛細(xì)層,且多孔毛細(xì)層在管殼的未封閉端延伸并形成管殼環(huán)狀外凸接頭;
所述多支路管接頭有一密封空腔,多支路管接頭的密封空腔內(nèi)有用于連接管殼環(huán)狀外凸接頭的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭,環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭的內(nèi)凹處底部有貫通的孔,并通過(guò)貫通孔的連通,形成多支路環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭連通;所述多支路管接頭的密封空腔內(nèi)有二次燒結(jié)毛細(xì)密封層,所述二次燒結(jié)毛細(xì)密封層是用于填充密封管殼環(huán)狀外凸接頭對(duì)心插入環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭并裝配連接后,管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭的密封空腔內(nèi)壁間形成的間隙;在二次燒結(jié)毛細(xì)密封層的上方,密封環(huán)狀堵頭通過(guò)與多支路管接頭的密封空腔內(nèi)壁焊接后密封;
所述第一管殼和第二管殼的管殼環(huán)狀外凸接頭的外凸形與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭內(nèi)凹處的內(nèi)凹形互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)管殼環(huán)狀外凸接頭與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭的精準(zhǔn)對(duì)接;
兩個(gè)多支路管接頭之間通過(guò)一個(gè)第一管殼進(jìn)行連通,多支路管接頭的其他接頭上各有一個(gè)第二管殼連接,形成空間結(jié)構(gòu);
所述第一管殼、第二管殼的管內(nèi)和多支路管接頭的密封空腔內(nèi)均填充有液體工質(zhì);所述基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管為真空封閉的空間結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地,所述第一管殼、第二管殼和多支路管接頭的密封空腔的材料為紫銅、鋁或不銹鋼。
進(jìn)一步地,所述多支路管接頭的結(jié)構(gòu)包括Y型或T型空間結(jié)構(gòu),相鄰接頭間的角度根據(jù)實(shí)際用于情況確定。
更進(jìn)一步地,所述多支路管接頭的接頭數(shù)量為3個(gè)以上。
進(jìn)一步地,所述液體工質(zhì)為去離子水、甲醇或乙醇。
進(jìn)一步地,所述真空的負(fù)壓為0.0013~1.3Pa。
進(jìn)一步地,所述多孔毛細(xì)層、環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭和二次燒結(jié)毛細(xì)密封層的毛細(xì)孔隙率為40%~70%。
制備上述任一項(xiàng)所述的一種基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管的制備方法,包括如下步驟:
(1)準(zhǔn)備用于成型的燒結(jié)芯棒,包括第一燒結(jié)芯棒和第二燒結(jié)芯棒;用于固定的石墨套,包括第一石墨套、第二石墨套和第三石墨套;將第一管殼、第二管殼、多支路管接頭的密封空腔、密封環(huán)狀堵頭和燒結(jié)芯棒清洗去油;
(2)第一管殼固定于第一石墨套上,再將第一燒結(jié)芯棒插入第一管殼的中心處直達(dá)第一石墨套進(jìn)行對(duì)心固定裝配;再在第一管殼的另一端套上第二石墨套;在第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套、第一燒結(jié)芯棒與第一管殼及第一燒結(jié)芯棒與與第二石墨套的間隙填充金屬粉末,直至與第二石墨套的底端面平齊;高溫?zé)Y(jié)后,冷卻,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了多孔毛細(xì)層的第一管殼;
(3)第二管殼固定于第一石墨套,再將第一燒結(jié)芯棒插入第二管殼的中心處直達(dá)第一石墨套進(jìn)行對(duì)心固定裝配;在第一燒結(jié)芯棒與第二管殼及第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套的間隙填充金屬粉末,直至與第二管殼上端面平齊;高溫?zé)Y(jié)后,冷卻,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了多孔毛細(xì)層的第二管殼;
(4)多支路管接頭的密封空腔的接頭除一個(gè)用于填充金屬粉末外,其余接頭用第三石墨套固定裝配,再用第二燒結(jié)芯棒貫穿石墨套,用于填充金屬粉末的接頭處直接插入一個(gè)第二燒結(jié)芯棒,所有的第二燒結(jié)芯棒在多支路管接頭的密封空腔的中心處拼接;在多支路管接頭的密封空腔內(nèi)填充金屬粉末,再用一個(gè)第三石墨套在用于填充金屬粉末的接頭處壓實(shí)密封;高溫?zé)Y(jié)后,冷卻,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到腔內(nèi)有互相連通環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭的多支路管接頭;
(5)將燒結(jié)得到的第一管殼其中一端的管殼環(huán)狀外凸接頭嵌入多支路管接頭的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭進(jìn)行對(duì)心裝配,并在第一管殼的管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭的密封空腔內(nèi)壁的間隙填充金屬粉末,在填充的金屬粉末上方用密封環(huán)狀堵頭壓實(shí),焊接密封;燒結(jié)得到的第二管殼以同樣的方式與多支路管接頭連接,得到空間結(jié)構(gòu)多支路管,高溫?zé)Y(jié)后,得到二次燒結(jié)毛細(xì)密封層(11),冷卻;在一個(gè)第二管殼的端頭處做抽真空準(zhǔn)備,其他第二管殼的端頭處進(jìn)行封閉,最后進(jìn)行抽真空、灌注液體工質(zhì)、焊接密封,得到所述基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第一石墨套為內(nèi)凹不貫通的三階梯孔石墨套筒,且第一階梯孔的直徑等于第一管殼的外徑,第二階梯孔的直徑等于管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑,第三階梯孔的直徑等于第一燒結(jié)芯棒的直徑。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第二石墨套為內(nèi)凹貫通的一階梯孔石墨套筒,且階梯孔的直徑與第一管殼的外徑相等,貫通孔的直徑與管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑相等。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第三石墨套為與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭對(duì)應(yīng)的外凸三階梯石墨塞,且第一階梯的直徑等于環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭的內(nèi)凹處的內(nèi)徑,第二階梯的直徑等于多支路管接頭的密封空腔接口處的腔內(nèi)徑,第三階梯的直徑大于多支路管接頭的密封空腔接口處的腔外徑。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第一燒結(jié)芯棒和第二燒結(jié)芯棒的材料為不銹鋼、鎳基合金或石墨。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第一燒結(jié)芯棒長(zhǎng)度大于第一管殼和第二管殼的長(zhǎng)度,直徑小于第一管殼和第二管殼的直徑。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述第二燒結(jié)芯棒長(zhǎng)于多支路管接頭的密封空腔的各接頭長(zhǎng)度,直徑小于多支路管接頭的密封空腔的各接頭的直徑。
進(jìn)一步地,步驟(1)中,各燒結(jié)芯棒的直徑相等。
進(jìn)一步地,步驟(4)中,所述金屬粉末的粒徑為25~100μm。
進(jìn)一步地,步驟(2)~(5)中,所述高溫?zé)Y(jié)是在保護(hù)氣體氣氛下850-950℃燒結(jié)1-3小時(shí)。
更進(jìn)一步地,所述保護(hù)氣體為氮?dú)?、氬氣或氫氣?/p>
進(jìn)一步地,步驟(2)、(3)、(5)中,所述金屬粉末的粒徑范圍為50~125μm。
進(jìn)一步地,步驟(2)~(5)中所述金屬粉末為銅金屬粉末、鋁金屬粉末或鎳合金粉末。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(1)與傳統(tǒng)熱管不同,本實(shí)用新型的基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管可按照實(shí)際需求增添所需的熱管支路數(shù)量,具有較高的靈活性,能應(yīng)用于多個(gè)熱源的集中散熱或一個(gè)熱源多個(gè)冷源強(qiáng)化冷卻的情況。
(2)本實(shí)用新型的基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管,由于公用一條或多條支路進(jìn)行傳熱,可大大減小散熱所需的空間,能適應(yīng)未來(lái)電子器件的微型化多熱源化的發(fā)展要求。
(3)本實(shí)用新型的基于二次燒結(jié)成型的多支路熱管采用燒結(jié)多孔毛細(xì)芯,具有傳統(tǒng)燒結(jié)式熱管優(yōu)異的傳熱性能及抗重力性能的特點(diǎn)。
(4)本實(shí)用新型制備過(guò)程簡(jiǎn)單,可大批量的生產(chǎn),能適應(yīng)市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型基于二次燒結(jié)成型的雙Y型多支路熱管的剖視圖。
圖2為實(shí)施例1中第一管殼的剖視圖。
圖3為實(shí)施例1中第一管殼裝配過(guò)程的剖視圖。
圖4為實(shí)施例1中第一管殼填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖。
圖5為實(shí)施例1中第一管殼燒結(jié)完成后的剖視圖。
圖6為實(shí)施例1中第二管殼的剖視圖。
圖7為實(shí)施例1中第二管殼裝配過(guò)程的剖視圖。
圖8為實(shí)施例1中第二管殼填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖。
圖9為實(shí)施例1中第二管殼燒結(jié)完成后的剖視圖。
圖10為實(shí)施例1中多支路管接頭的密封空腔的剖視圖。
圖11為實(shí)施例1中多支路管接頭的密封空腔用第三石墨套及第二燒結(jié)芯棒安裝過(guò)程的剖視圖。
圖12為實(shí)施例1中多支路管接頭的密封空腔內(nèi)填充金屬粉末及第三石墨套安裝密封的剖視圖。
圖13為實(shí)施例1中Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭的剖視圖。
圖14為實(shí)施例1中第一管殼與多支路管接頭的插接裝配過(guò)程的剖視圖。
圖15為實(shí)施例1中第一管殼的管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭的密封空腔內(nèi)壁的間隙填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖。
圖16為實(shí)施例1中二次填充金屬粉末上方安裝焊接密封環(huán)狀堵頭過(guò)程的剖視圖。
附圖中:1-第一管殼;2-第二管殼;3-第一石墨套;4-第二石墨套;5-第一燒結(jié)芯棒;6-多孔毛細(xì)層;7-多支路管接頭;8-第三石墨套;9-第二燒結(jié)芯棒;10-多孔毛細(xì)層連接頭;11-二次燒結(jié)多孔毛細(xì)層;12-密封環(huán)狀堵頭。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
本實(shí)用新型一種多支路管接頭為3接頭的,基于二次燒結(jié)成型的雙Y型多支路熱管的剖視圖如圖1所示,包括多支路管接頭7、第一管殼1、第二管殼2、密封環(huán)狀堵頭12;
第一管殼1的兩端未封閉,第二管殼2的一端封閉一端未封閉;第一管殼1和第二管殼2的內(nèi)壁上均粘附有燒結(jié)的多孔毛細(xì)層6,且多孔毛細(xì)層6在管殼的未封閉端延伸并形成管殼環(huán)狀外凸接頭;
多支路管接頭7有一密封空腔,多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)有用于連接管殼環(huán)狀外凸接頭的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10,環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的內(nèi)凹處底部有貫通的孔,并通過(guò)貫通孔的連通,形成多支路環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭連通;多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)有二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11,二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11是用于填充密封管殼環(huán)狀外凸接頭對(duì)心插入環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10并裝配連接后,管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)壁間形成的間隙;在二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11的上方,密封環(huán)狀堵頭12通過(guò)與多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)壁焊接后密封;
第一管殼1和第二管殼2的管殼環(huán)狀外凸接頭的外凸形與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10內(nèi)凹處的內(nèi)凹形互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)管殼環(huán)狀外凸接頭與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的精準(zhǔn)對(duì)接;
多孔毛細(xì)層6、環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10和二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11的毛細(xì)孔隙率為40%~70%;
兩個(gè)多支路管接頭7之間通過(guò)一個(gè)第一管殼1進(jìn)行連通,多支路管接頭7的其他接頭上各有一個(gè)第二管殼2連接,形成雙Y型空間結(jié)構(gòu);
第一管殼1、第二管殼2的管內(nèi)和多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)均填充有液體工質(zhì);多支路管接頭7的結(jié)構(gòu)為Y型空間結(jié)構(gòu);多支路管接頭7的接頭數(shù)量為3個(gè),相鄰接頭間角度為120°;基于二次燒結(jié)成型的雙Y型多支路熱管為真空負(fù)壓為0.0013~1.3Pa的封閉空間結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1
制備上述一種基于二次燒結(jié)成型的多支路管接頭為3接頭的,雙Y型空間多支路熱管的:
(1)準(zhǔn)備用于成型的燒結(jié)芯棒,包括第一燒結(jié)芯棒5和第二燒結(jié)芯棒9;用于固定的石墨套,包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8;將第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔、密封環(huán)狀堵頭12和燒結(jié)芯棒清洗去油;
第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔的材料為紫銅;
第一管殼1的剖視圖如圖2所示;
第一石墨套為內(nèi)凹不貫通的三階梯孔石墨套筒,且第一階梯孔的直徑等于第一管殼1的外徑,第二階梯孔的直徑等于管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑,第三階梯孔的直徑等于第一燒結(jié)芯棒的直徑;所述第二石墨套為內(nèi)凹貫通的一階梯孔石墨套筒,且階梯孔的直徑與第一管殼1的外徑相等,貫通孔的直徑與管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑相等;所述第三石墨套為與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10對(duì)應(yīng)的外凸三階梯石墨塞,且第一階梯的直徑等于環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的內(nèi)凹處的內(nèi)徑,第二階梯的直徑等于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔內(nèi)徑,第三階梯的直徑大于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔外徑。
第一燒結(jié)芯棒和第二燒結(jié)芯棒的材料為石墨;所述第一燒結(jié)芯棒長(zhǎng)度大于第一管殼1和第二管殼2的長(zhǎng)度,直徑小于第一管殼1和第二管殼2的直徑;所述第二燒結(jié)芯棒長(zhǎng)于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭長(zhǎng)度,直徑小于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭的直徑;各燒結(jié)芯棒的直徑相等。
(2)第一管殼1固定于第一石墨套上,再將第一燒結(jié)芯棒插入第一管殼1的中心處直達(dá)第一石墨套進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖3所示;再在第一管殼1的另一端套上第二石墨套;在第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套、第一燒結(jié)芯棒與第一管殼1及第一燒結(jié)芯棒與第二石墨套的間隙填充75-100μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二石墨套的底端面平齊,填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖如圖4所示;在氫氣氣氛下,900℃高溫?zé)Y(jié)2小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為60%多孔毛細(xì)層6的第一管殼1,燒結(jié)后的第一管殼1的剖視圖如圖5所示;
(3)第二管殼2的剖視圖如圖6所示;將第二管殼2固定于第一石墨套,再將第一燒結(jié)芯棒插入第二管殼2的中心處直達(dá)第一石墨套的進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖7所示;在第一燒結(jié)芯棒與第二管殼2及第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套的間隙填充75-100μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二管殼2上端面平齊,填充過(guò)程的剖視圖如圖8所示;在氫氣氣氛下,900℃高溫?zé)Y(jié)2小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為60%多孔毛細(xì)層6的第二管殼2,燒結(jié)后的第二管殼2的剖視圖如圖9所示;
(4)多支路管接頭7的密封空腔的剖視圖如圖10所示;用第三石墨套8通過(guò)對(duì)心固定裝配在多支路管接頭7的密封空腔其中的兩個(gè)接頭,三個(gè)第二燒結(jié)芯棒9之間成120°安裝在多支路管接頭7的密封空腔的中心處,裝配的剖視圖如圖11所示;將粒徑為50-75μm的紫銅金屬粉末填入到多支路管接頭7的密封空腔內(nèi),再用第三石墨套8從第三個(gè)接頭進(jìn)行壓實(shí)封閉,填充過(guò)程的剖視圖如圖12所示;在氫氣氣氛下,900℃高溫?zé)Y(jié)2小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到腔內(nèi)有互相連通的孔隙率為50%的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭;Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭的剖視圖如圖13所示;
(5)將燒結(jié)得到的第一管殼1其中一端的管殼環(huán)狀外凸接頭嵌入多支路管接頭7的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10進(jìn)行對(duì)心裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖14所示;并在第一管殼1的管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)壁的間隙填充50-75μm范圍大小的紫銅金屬粉末,填充過(guò)程如圖15所示;在填充的金屬粉末上方用密封環(huán)狀堵頭12壓實(shí),焊接密封,焊接過(guò)程如圖16所示;燒結(jié)得到的第二管殼2以同樣的方式與多支路管接頭7連接,得到雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路管,氫氣氣氛下,900℃高溫?zé)Y(jié)2小時(shí)后,冷卻至室溫,得到二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11;在一個(gè)第二管殼2的端頭處做抽真空準(zhǔn)備,其他第二管殼2的端頭處進(jìn)行封閉,最后進(jìn)行抽0.13Pa負(fù)壓的真空、灌注去離子水液體工質(zhì)、焊接密封,得到基于二次燒結(jié)成型的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管。
制得的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管傳熱性能優(yōu)異,可在抗重力環(huán)境運(yùn)行,用于多熱源電子器件的散熱,節(jié)省78%的散熱空間,利于微型化的發(fā)展。
實(shí)施例2
制備上述一種基于二次燒結(jié)成型的多支路管接頭為3接頭的,雙Y型空間多支路熱管的:
(1)準(zhǔn)備用于成型的燒結(jié)芯棒,包括第一燒結(jié)芯棒5和第二燒結(jié)芯棒9;用于固定的石墨套,包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8;將第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔、密封環(huán)狀堵頭12和燒結(jié)芯棒清洗去油;
第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔的材料為紫銅;
第一管殼1的剖視圖如圖2所示;
第一石墨套為內(nèi)凹不貫通的三階梯孔石墨套筒,且第一階梯孔的直徑等于第一管殼1的外徑,第二階梯孔的直徑等于管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑,第三階梯孔的直徑等于第一燒結(jié)芯棒的直徑;所述第二石墨套為內(nèi)凹貫通的一階梯孔石墨套筒,且階梯孔的直徑與第一管殼1的外徑相等,貫通孔的直徑與管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑相等;所述第三石墨套為與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10對(duì)應(yīng)的外凸三階梯石墨塞,且第一階梯的直徑等于環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的內(nèi)凹處的內(nèi)徑,第二階梯的直徑等于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔內(nèi)徑,第三階梯的直徑大于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔外徑。
第一燒結(jié)芯棒和第二燒結(jié)芯棒的材料為石墨;所述第一燒結(jié)芯棒長(zhǎng)度大于第一管殼1和第二管殼2的長(zhǎng)度,直徑小于第一管殼1和第二管殼2的直徑;所述第二燒結(jié)芯棒長(zhǎng)于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭長(zhǎng)度,直徑小于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭的直徑;各燒結(jié)芯棒的直徑相等。
(2)第一管殼1固定于第一石墨套上,再將第一燒結(jié)芯棒插入第一管殼1的中心處直達(dá)第一石墨套進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖3所示;再在第一管殼1的另一端套上第二石墨套;在第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套、第一燒結(jié)芯棒與第一管殼1及第一燒結(jié)芯棒與第二石墨套的間隙填充100-125μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二石墨套的底端面平齊,填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖如圖4所示;在氫氣氣氛下,950℃高溫?zé)Y(jié)1小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為70%多孔毛細(xì)層6的第一管殼1,燒結(jié)后的第一管殼1的剖視圖如圖5所示;
(3)第二管殼2的剖視圖如圖6所示;將第二管殼2固定于第一石墨套,再將第一燒結(jié)芯棒插入第二管殼2的中心處直達(dá)第一石墨套的進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖7所示;在第一燒結(jié)芯棒與第二管殼2及第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套的間隙填充100-125μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二管殼2上端面平齊,填充過(guò)程的剖視圖如圖8所示;在氫氣氣氛下,950℃高溫?zé)Y(jié)1小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為70%多孔毛細(xì)層6的第二管殼2,燒結(jié)后的第二管殼2的剖視圖如圖9所示;
(4)多支路管接頭7的密封空腔的剖視圖如圖10所示;用第三石墨套8通過(guò)對(duì)心固定裝配在多支路管接頭7的密封空腔其中的兩個(gè)接頭,三個(gè)第二燒結(jié)芯棒9之間成120°安裝在多支路管接頭7的密封空腔的中心處,裝配的剖視圖如圖11所示;將粒徑為25-50μm的紫銅金屬粉末填入到多支路管接頭7的密封空腔內(nèi),再用第三石墨套8從第三個(gè)接頭進(jìn)行壓實(shí)封閉,填充過(guò)程的剖視圖如圖12所示;在氫氣氣氛下,950℃高溫?zé)Y(jié)1小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到腔內(nèi)有互相連通的孔隙率為40%的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭;Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭的剖視圖如圖13所示;
(5)將燒結(jié)得到的第一管殼1其中一端的管殼環(huán)狀外凸接頭嵌入多支路管接頭7的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10進(jìn)行對(duì)心裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖14所示;并在第一管殼1的管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)壁的間隙填充100-125μm范圍大小的紫銅金屬粉末,填充過(guò)程如圖15所示;在填充的金屬粉末上方用密封環(huán)狀堵頭12壓實(shí),焊接密封,焊接過(guò)程如圖16所示;燒結(jié)得到的第二管殼2以同樣的方式與多支路管接頭7連接,得到雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路管,氫氣氣氛下,950℃高溫?zé)Y(jié)1小時(shí)后,冷卻至室溫,得到二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11;在一個(gè)第二管殼2的端頭處做抽真空準(zhǔn)備,其他第二管殼2的端頭處進(jìn)行封閉,最后進(jìn)行抽0.0013Pa負(fù)壓的真空、灌注去離子水液體工質(zhì)、焊接密封,得到基于二次燒結(jié)成型的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管。
制得的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管傳熱性能優(yōu)異,可在抗重力環(huán)境運(yùn)行,用于多熱源電子器件的散熱,節(jié)省77%的散熱空間,利于微型化的發(fā)展。
實(shí)施例3
制備上述一種基于二次燒結(jié)成型的多支路管接頭為3接頭的,雙Y型空間多支路熱管的:
(1)準(zhǔn)備用于成型的燒結(jié)芯棒,包括第一燒結(jié)芯棒5和第二燒結(jié)芯棒9;用于固定的石墨套,包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8;將第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔、密封環(huán)狀堵頭12和燒結(jié)芯棒清洗去油;
第一管殼1、第二管殼2、多支路管接頭7的密封空腔的材料為紫銅;
第一管殼1的剖視圖如圖2所示;
第一石墨套為內(nèi)凹不貫通的三階梯孔石墨套筒,且第一階梯孔的直徑等于第一管殼1的外徑,第二階梯孔的直徑等于管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑,第三階梯孔的直徑等于第一燒結(jié)芯棒的直徑;所述第二石墨套為內(nèi)凹貫通的一階梯孔石墨套筒,且階梯孔的直徑與第一管殼1的外徑相等,貫通孔的直徑與管殼環(huán)狀外凸接頭的外徑相等;所述第三石墨套為與環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10對(duì)應(yīng)的外凸三階梯石墨塞,且第一階梯的直徑等于環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的內(nèi)凹處的內(nèi)徑,第二階梯的直徑等于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔內(nèi)徑,第三階梯的直徑大于多支路管接頭7的密封空腔接口處的腔外徑。
第一燒結(jié)芯棒和第二燒結(jié)芯棒的材料為石墨;所述第一燒結(jié)芯棒長(zhǎng)度大于第一管殼1和第二管殼2的長(zhǎng)度,直徑小于第一管殼1和第二管殼2的直徑;所述第二燒結(jié)芯棒長(zhǎng)于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭長(zhǎng)度,直徑小于多支路管接頭7的密封空腔的各接頭的直徑;各燒結(jié)芯棒的直徑相等。
(2)第一管殼1固定于第一石墨套上,再將第一燒結(jié)芯棒插入第一管殼1的中心處直達(dá)第一石墨套進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖3所示;再在第一管殼1的另一端套上第二石墨套;在第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套、第一燒結(jié)芯棒與第一管殼1及第一燒結(jié)芯棒與第二石墨套的間隙填充50-75μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二石墨套的底端面平齊,填充金屬粉末過(guò)程的剖視圖如圖4所示;在氫氣氣氛下,850℃高溫?zé)Y(jié)3小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為40%多孔毛細(xì)層6的第一管殼1,燒結(jié)后的第一管殼1的剖視圖如圖5所示;
(3)第二管殼2的剖視圖如圖6所示;將第二管殼2固定于第一石墨套,再將第一燒結(jié)芯棒插入第二管殼2的中心處直達(dá)第一石墨套的進(jìn)行對(duì)心固定裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖7所示;在第一燒結(jié)芯棒與第二管殼2及第一燒結(jié)芯棒與第一石墨套的間隙填充50-75μm范圍大小的紫銅金屬粉末,直至與第二管殼2上端面平齊,填充過(guò)程的剖視圖如圖8所示;在氫氣氣氛下,850℃高溫?zé)Y(jié)3小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到管殼內(nèi)壁上粘附了孔隙率為50%多孔毛細(xì)層6的第二管殼2,燒結(jié)后的第二管殼2的剖視圖如圖9所示;
(4)多支路管接頭7的密封空腔的剖視圖如圖10所示;用第三石墨套8通過(guò)對(duì)心固定裝配在多支路管接頭7的密封空腔其中的兩個(gè)接頭,三個(gè)第二燒結(jié)芯棒9之間成120°安裝在多支路管接頭7的密封空腔的中心處,裝配的剖視圖如圖11所示;將粒徑為75-100μm的紫銅金屬粉末填入到多支路管接頭7的密封空腔內(nèi),再用第三石墨套8從第三個(gè)接頭進(jìn)行壓實(shí)封閉,填充過(guò)程的剖視圖如圖12所示;在氫氣氣氛下,850℃高溫?zé)Y(jié)3小時(shí),冷卻至室溫,取走石墨套和抽出燒結(jié)芯棒,得到腔內(nèi)有互相連通的孔隙率為60%的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10的Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭;Y型結(jié)構(gòu)多支路管接頭的剖視圖如圖13所示;
(5)將燒結(jié)得到的第一管殼1其中一端的管殼環(huán)狀外凸接頭嵌入多支路管接頭7的環(huán)狀內(nèi)凹毛細(xì)層接頭10進(jìn)行對(duì)心裝配,裝配過(guò)程的剖視圖如圖14所示;并在第一管殼1的管殼環(huán)狀外凸接頭與多支路管接頭7的密封空腔內(nèi)壁的間隙填充75-100μm范圍大小的紫銅金屬粉末,填充過(guò)程如圖15所示;在填充的金屬粉末上方用密封環(huán)狀堵頭12壓實(shí),焊接密封,焊接過(guò)程如圖16所示;燒結(jié)得到的第二管殼2以同樣的方式與多支路管接頭7連接,得到雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路管,氫氣氣氛下,850℃高溫?zé)Y(jié)3小時(shí)后,冷卻至室溫,得到二次燒結(jié)毛細(xì)密封層11;在一個(gè)第二管殼2的端頭處做抽真空準(zhǔn)備,其他第二管殼2的端頭處進(jìn)行封閉,最后進(jìn)行抽1.3Pa負(fù)壓的真空、灌注去離子水液體工質(zhì)、焊接密封,得到基于二次燒結(jié)成型的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管。
制得的雙Y型空間結(jié)構(gòu)多支路熱管傳熱性能優(yōu)異,可在抗重力環(huán)境運(yùn)行,用于多熱源電子器件的散熱,節(jié)省75%的散熱空間,利于微型化的發(fā)展。
本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例,而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。