[发明专利]表面调控的柔性微槽群热沉、散热装置和方法

说明书

本公开提供了一种表面调控的柔性微槽群热沉、散热装置和方法，该柔性微槽群热沉由柔性导热材料制成，在其表面形成有多条微槽道，该多条微槽道组成微槽群，其中，所述微槽群的表面经亲水材料键合后形成亲水表面。进一步基于该柔性微槽群热沉提供了表面调控的柔性微槽群散热装置和散热方法。本公开通过在微槽群表面键合亲水材料，提高微槽群表面与液体工质如水、甲醇、乙醇等极性液体之间毛细作用力，增加液体工质的润湿高度和回流能力，达到强化换热的目的，成本低廉，操作简单，亲水性能持久。

技术领域

本公开涉及散热技术领域，尤其涉及一种表面调控的柔性微槽群热沉、散热装置和方法。

背景技术

随着科技的进步，穿戴设备或者柔性显示设备近年来不断增加。虽然柔性电子产品的产热量相较传统电子产品要少，但由于柔性电子产品具有可弯曲、轻薄等特性，颠覆了传统电子产品的形态，发热量比较容易集中，容易让人体感到不适，因此这为柔性电子产品的散热问题带来了更高的技术要求。

现在关于柔性散热技术的研究主要集中在一些被动式技术上，如柔性热管和柔性平板热管等。其主要是选用各种聚合物(如聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，液晶高分子聚合物和聚二甲基硅氧烷等材料)来制备柔性腔体材料，从而解决热管的弯曲问题。虽然这些高分子聚合物解决了散热器件可弯曲的问题，但是其本身较低的导热系数限制了其在电子产品中的应用。为了解决这些问题，有研究者在蒸发端增加了金属块或者金属通道来改善其换热性能，尽管前人做出各种努力，但热管理装置性能的改善仍然有限。除了上述蒸发端和冷凝端的热阻问题外，在狭小空间内蒸汽的流动同样存在问题。针对上述问题，有研究提出可采用高分子聚合物混合高导热纳米颗粒材料、碳纤维或碳纳米管等制成柔性腔体材料，其中高分子聚合物为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、液晶高分子聚合物(LCP)、聚酰亚胺(PI)或环氧玻璃纤维板(FR4)。利用以上材料虽然解决了散热装置的弯曲问题，但是由于采用的主要高分子聚合物表面亲水性能不好，影响微槽道中毛细润湿高度和液体回流能力，从而影响整个散热器的散热能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种表面调控的柔性微槽群热沉、散热装置和方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种表面调控的柔性微槽群热沉，其由柔性导热材料制成，在其表面形成有多条微槽道，该多条微槽道组成微槽群，其中，微槽群的表面经亲水材料键合后形成亲水表面。

在本公开的一些实施例中，柔性导热材料为由导热纳米颗粒材料、碳纤维或碳纳米管与高分子聚合物混合而成的复合材料，高分子聚合物为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、液晶高分子聚合物(LCP)、聚酰亚胺(PI)或环氧玻璃纤维板(FR4)。

在本公开的一些实施例中，亲水材料为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、磷脂酸、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯或聚多巴胺。

在本公开的一些实施例中，微槽道截面为矩形、梯形或三角形。

在本公开的一些实施例中，微槽道尺寸为微纳米级。

根据本公开的再一个方面，提供了一种表面调控的柔性微槽群散热装置，包括：柔性微槽群热沉，其由柔性导热材料制成，柔性微槽群热沉为具有封闭空腔的腔体，腔体内至少一个表面形成有多条微槽道，多条微槽道组成微槽群，微槽群的表面经亲水材料键合后形成亲水表面。

在本公开的一些实施例中，柔性导热材料为由导热纳米颗粒材料、碳纤维或碳纳米管与高分子聚合物混合而成的复合材料；

亲水材料为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、磷脂酸、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯或聚多巴胺。