[发明专利]一种高热流密度散热器

说明书

本发明公开了一种高热流密度散热器，包括基板和射流孔板，所述射流孔板的外侧设有高压液体腔，所述射流孔板的内侧与基板的内侧之间形成射流腔，所述基板的外侧与散热器件相贴合，所述基板的内侧表面设有纳米涂层，所述射流孔板上设置有连通高压液体腔与射流腔的射流孔，用于形成喷嘴以将高压液体腔内的高压液体喷射至射流腔内的基板的纳米涂层上进行换热。本发明的高热流密度散热器具有结构简单、换热效果好等优点。

技术领域

本发明主要涉及电力电子散热技术领域，特指一种高热流密度散热器。

背景技术

在现有的大功率电力电子器件的散热器中，直接接触液冷散热器（包括采用冷媒的散热器）效率较高，其功率密度可以满足现有的器件需求。但是随着更高功率密度设备的出现，现有的散热形式逐渐不能满足，温升将超过器件的耐受极限，因此需要更高效的散热形式。对于有相变的传热过程来说，影响最大的因素是沸腾状态，最理想的是每个区域都不断沸腾产生小气泡并迅速脱离，同时迅速补充液体，但是现有的金属表面在液体冲击时会在表面形成液膜，会导致传热恶化，影响换热效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种换热效果好的高热流密度散热器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高热流密度散热器，包括基板和射流孔板，所述射流孔板的外侧设有高压液体腔，所述射流孔板的内侧与基板的内侧之间形成射流腔，所述基板的外侧与散热器件相贴合，所述基板的内侧表面设有纳米涂层，所述射流孔板上设置有连通高压液体腔与射流腔的射流孔，用于形成喷嘴以将高压液体腔内的高压液体喷射至射流腔内的基板的纳米涂层上进行换热。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述纳米涂层为纳米金刚石薄膜。

所述基板为金刚石粉和铜粉制成的复合材料基板。

所述射流孔均匀分布在所述射流孔板上。

各所述射流孔的孔径均相同。

所述基板的面积大于散热器件的贴合面。

所述基板的厚度为0.1～10mm。

所述射流孔板为铜材质的射流孔板。

所述基板的外侧通过散热硅胶与散热器件粘接。

所述高压液体为纯净水或去离子水。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的高热流密度散热器，采用高压液体（如纯净水或去离子水等）通过喷嘴直接喷射至基板上，由于压力骤降，液体的沸点也同步降低，从而在喷射至基板上时会发生剧烈的沸腾换热，吸收热量，降低基板温度，从而降低散热器件的温度；由于在基板上设有纳米涂层，一方面有利于沸腾换热时小气泡的生成（沸腾核心的作用），并且有利于小气泡与基板表面的快速脱离；另一方面纳米涂层可以增强液体的毛细力，从而加速蒸干区的液体浸润速度，防止汽膜形成（汽膜会影响传热效果），进一步提高换热效率。

本发明的高热流密度散热器，基板为金刚石粉和铜粉通过高压高温烧结制成的复合材料基板；复合材料基板不仅具有高硬度的特性，能够减少高压液体冲击所带来的侵蚀，而且复合材料基板还具有高导热能力，从够将局部热量迅速扩散，降低热流密度。

本发明的高热流密度散热器，基板的面积大于散热器件的贴合面，在一定程度扩大表面积，能够降低平均热流密度，起到强化导热的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号表示：1、基板；101、纳米涂层；2、射流孔板；201、射流孔；3、高压液体腔；4、射流腔；5、散热器件。