[发明专利]变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉

权利要求书

1.一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，包括：封装在相变热沉壳体（2）中的相变材料（1）和强化传热结构（3），其特征在于：强化传热结构（3）为变梯度分形点阵夹芯结构，且按阵列分布在相变热沉壳体（2）中，并且变梯度分形点阵夹芯结构由三级强化传热结构组成，每一级根据分形方式、分形尺寸、分形角度从热扩散底板（7）依次向上生长，

每个变梯度分形点阵夹芯结构按相变热沉热传递与热交换特性，以变梯度V结构作为第一级强化传热结构（4），并以此为基础，在第一级强化传热结构（4）的变梯度V形端，以形状相同的变梯度V结构逐级递增形成多级强化传热结构，各级强化传热结构比表面积依次呈倍数增加，且后一级强化传热结构比表面积是前级的2倍，根据相变热沉散热性能指标要求确定相变热沉中强化材料占比、相变材料占比，通过计算确定强化传热结构（ 3） 的截面积，计算公式为：强化传热结构截面积＝相变热沉截面积×强化材料占比，相变材料占比，其中，第一级强化传热结构（4）可将热量快速强化传导至远离热扩散底板（7）的区域，第二级强化传热结构（5）、第三级强化传热结构（6）将热量快速扩散至远离热扩散底板（7）的相变材料（1）完成热交换。

2.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：每一级强化传热结构具有相同的总截面积，自底面起按1分4的分形结构的1mm×1mm正方形截面向上向外生长，高度达5mm后从第一级强化传热结构（4）每个分支1分4的分形结构的0.5mm×0.5mm正方形截面向上向外生长，高度达5mm后,继续从第二级强化传热结构（5）每个分支按1分4的分形结构0.25mm×0.25mm的正方形截面向上向外生长，直到高度达5mm。

3.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：强化传热结构（3）根据相变热沉厚度分为若干级梯度，其中，第一级强化传热结构（4）的布局、形状和尺寸根据热源（8）分布规律、强化材料填充率以及分级梯度数量确定，以均匀或渐变分布。

4.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：每一级强化传热结构根据第一级强化传热结构的形状和尺寸以及分级数量选择分形方式，分形越多，各级强化传热结构比表面积差异越大、尺度越小，选择原则是最后一级强化传热结构的尺度应满足金属3D打印工艺技术参数要求。

5.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：第二级强化传热结构（5）、第三级强化传热结构（6）布局、形状和尺寸根据第一级强化传热结构（4）的布局、形状和尺寸以及分形方式确定，保持布局及形状一致，尺寸按强化传热结构（3）截面积保持不变或逐渐减小的原则计算确定。

6.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：变梯度分形点阵夹芯结构由第一级强化传热结构（4）、第二级强化传热结构（5）、第三级强化传热结构（6）组成，且每一级强化传热结构具有相同的总截面积。

7.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变热沉内腔强化传热结构体积占比为1／9，第二级强化传热结构比表面积是第一级强化传热结构的2倍，第三级强化传热结构比表面积是第二级强化传热结构的2倍，是第一级强化传热结构的4倍。

8.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变材料为充填率为95％-100%的石墨基石蜡复合相变材料，充填完成后用同种材料的充填盖板通过激光焊接的方式完成相变热沉的密封封装，并且相变材料（1）以真空加热液化灌注的方式从相变热沉壳体（2）底部的灌注口充填灌注。

9.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：第一级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移至少1.5mm，同理，第二级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以第一级强化传热结构各分形分支单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移至少0.75mm；第三级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以第二级强化传热结构各分形分支单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移至少0.375mm。