[实用新型]用于脉冲管制冷机的热端散热器

说明书

技术领域

本实用新型属于低温制冷技术领域，特别涉及一种用于脉冲管制冷机的热端散热器。 

背景技术

低温制冷机广泛应用于航空航天，军事，低温电子学，低温医学，气象，气液化，超导等诸多领域。低温制冷机具有使用简单，方便灵活的特点，省去了诸如储运，充注等麻烦，应用范围非常广泛。随着技术的不断进步，制冷机所能达到的最低温度不断被刷新，但制冷机的效率和稳定性一直是技术人员所要解决的一大难题。目前普遍认为能提高制冷机效率的有效途径是改善结构设计和选用高性能散换热材料。由于制冷机应用领域的特殊性，对制冷机的要求更趋于小型化，轻量化和高性能。通过改善结构设计提高制冷机效率的办法已经没有更大的空间，而应用更高性能的材料和新的结构将是一个有效的途径。现有制冷机所用散热材料主要是纯铜、钼铜和钨铜等。纯铜的热导率为401W/m·K，热膨胀系数高达16.5PPm/K。纯铜有高的热导率，但其较高的热膨胀系数与制冷机管体材料相差大，不利于良好匹配。钼铜和钨铜的热膨胀系数为6~8PPm/K，能够与制冷机管体良好焊接匹配，但热导率低于200 W/m·K，制冷效率大打折扣。单一的金刚石/铜复合材料热导率可达700 W/m·K，热膨胀系数为5.0~6.0 PPm/K，密度为4.5~6.5g/cm³，远远轻于纯铜及其合金材料，在低温下依然具有较高的热导率，而且各项性能都优于目前所使用的材料，是一种理想的散热材料。为了大幅度提高现有脉冲管制冷机的制冷效率和可靠性，需要比现有脉冲管制冷机热端导热能力更高的散热结构和应用更高性能的材 料。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中所述的大幅度提高现有脉冲管制冷机的制冷效率和可靠性，提供一种用于脉冲管制冷机的热端散热器。 

用于脉冲管制冷机的热端散热器技术方案为： 

方案一 

用于脉冲管制冷机的热端散热器由圆形的散热片1和扇形鳍片3 组成，10～30片扇形鳍片3 在与散热片1同轴的圆环平面内放射形均匀分布垂直固接在散热片1的正面，扇形鳍片3 内端之间构成圆孔2，圆孔2的直径与扇形鳍片3 外端所在圆周的直径比为1∶5～1∶3，扇形鳍片3横截面积与扇形鳍片3之间的间隔面积比为1∶1～1∶3，所有的扇形鳍片3的高度相同，扇形鳍片3的高度与扇形鳍片3 所在圆环的外圆直径比为1∶2～1∶1； 

散热片1的材料为金刚石/铜复合材料，扇形鳍片3的材料为紫铜； 

所述扇形鳍片3与散热片1的固接为焊接，或者用压力浸渗方法制备成紫铜和金刚石/铜复合材料/紫铜的梯度复合材料基体，再在所述梯度复合材料基体的紫铜部分通过线切割方法制成扇形鳍片3。 

方案二 

用于脉冲管制冷机的热端散热器由圆形的散热片1和环形鳍片4 组成，5～10层环形鳍片4与散热片1同轴从内到外等间距分布垂直固接在散热片1的正面，最内的环形鳍片4 的环内空间为圆孔2，圆孔2的直径与最外的环形鳍片4 外径比为1∶5～1∶3，环形鳍片4的厚度与环形鳍片4间距的比为1∶1～1∶3，所有的环形鳍片4的高度相同，最外层环形鳍片4高度与外径比为1∶2～1∶1； 

散热片1的材料为金刚石/铜复合材料，环形鳍片4的材料为紫铜； 

所述环形鳍片4与散热片1的固接为焊接，或者用压力浸渗方法制备成紫铜和金刚石/铜复合材料的梯度复合材料基体，再在所述梯度复合材料基体的紫 铜部分通过线切割方法制成扇形鳍片3。 

方案三 

用于脉冲管制冷机的热端散热器由圆形的散热片1和针形鳍片5组成，针形鳍片5由垂直固接在散热片1的正面的针形鳍片散热针组成，针形鳍片散热针均匀分布在与散热片1同轴的圆环平面内，针形鳍片5所在圆环的内圆周边的针形鳍片散热针之间构成圆孔2，圆孔2的直径与针形鳍片5 所在圆环的外圆直径比为1∶5～1∶3，针形鳍片散热针横截面积与相邻的针形鳍片散热针之间的间隔面积的比为1∶1～1∶3，所有的针形鳍片散热针的高度相同，针形鳍片散热针高度与针形鳍片5 所在圆环的外圆直径比为1∶2～1∶1； 

散热片1的材料为金刚石/铜复合材料，针形鳍片5的散热针的材料为紫铜； 

所述针形鳍片5的散热针与散热片1的固接为焊接，或者用压力浸渗方法制备成紫铜和金刚石/铜复合材料的梯度复合材料基体，再在所述梯度复合材料基体的紫铜部分通过线切割方法制成针形鳍片5的针形鳍片散热针。