[发明专利]纳米管复合PCM组合相变温控组件的制备方法

说明书

本发明提出的一种碳纳米管复合PCM组合相变温控组件的制备方法，旨在提供一种相变潜热大，导热效果更好的相变温控组件的制备方法，本发明通过下述技术方法予以实现：将热解石墨铸造在金属导体封装容器的热沉底部及垂直热壁面中；采用超声振荡方式对碳纳米管与相变材料进行复合，形成碳纳米管复合相变材料，并通过真空共融方式将液态碳纳米管复合相变材料填充在导热增强骨架内部；将导热增强骨架焊接在所述相变腔腔体中，构成热解石墨U形包绕导热增强骨架的多层相变潜热自控调节层次，由相变腔形成隔温缓冲层；最后采用电子束焊方式将盖板焊接在金属导体封装容器阶梯孔口上，围成封闭型相变温控组件，并根据需要加工出外形尺寸。

技术领域

本发明涉及一种电子器件热控制领域的一种基于导热增强骨架的碳纳米管复合材料相变温控组件的制备方法。

背景技术

随着电子设备向着小型化、高集成化方向的高速发展，相变温控所具有的独特性质使其在间隙性或周期性运转的电子设备的温控上获得了广泛应用和高速发展。

相变温控技术的原理是利用相变材料(Phase Change Material,PCM)在某一特定温度下，从低熵聚集态转变到高熵聚集态物质时需吸收大量热量而转变过程中温度基本保持不变的性质，进而调整、控制温控对象周围环境温度。待温控对象停机期间相变材料再将吸收的热量释放到环境中,为下一次工作周期做好准备。相变材料是利用工质在熔化过程中吸收大量相变潜热，并保持温度相对恒定的特点达到温控的目的。针对内部没有冷源可以利用的电子设备，利用相变装置吸收多余热量是解决电子设备热短路区域局部高温的有效途径之一。实验结果表明：用相变材料进行温控的集成电路的温度比不使用相变材料进行温控的集成电路的温度平均低7～8℃。

通常，相变温控组件主要由相变材料、导热增强体或导热填料和封装容器等三个主要部分组成。封装在组件内部的相变材料是整个组件的核心，其作用是实现温控功能。导热增强型相变材料由于良好的导热性能，能够很好地发挥相变吸热能力，对降低集成电路热短路区域的局部高温具有显著效果；金属壳体内、外同时使用低温和中温相变装置，能够将集成电路周围金属壳体温度控制在允许工作温度范围内。目前采用的导热增强体通常包括金属泡沫、肋片、蜂窝等，或是采用金属粉、石墨粉等填充的导热填料。泡沫金属是一种在金属基体中均匀分布着大量连通和不连通的孔洞的新型轻质多功能材料，其结构具有密度小，孔隙率高'比表面积大等特点，将其作为填充材料运用到相变储能装置中，可以提高装置的整体热性能。导热增强体的作用是提高相变材料的导热能力，减小相变过程中产生的温度梯度等。外部封装容器的作用是防止相变材料在相变过程中熔化所导致的液相流失(固-液相变)或升华导致的气相损失(相变)，若没有合适的容器盛装，相变材料会发生泄露，导致相变温控组件的温控能力下降，甚至会对温控目标件造成破坏。一般而言，封装容器的材料为铝合金材料，但其导热系数仅为180～240W/mK，单纯的铝材料导热系数难以进一步提高。