[实用新型]一种翅片式相变热沉

说明书

本实用新型提出一种翅片式相变热沉，包括翅片；所述翅片的内部为中空腔体，所述中空腔体内填充有相变材料；所述翅片底部连接有底座，翅片所在平面与底座垂直。本实用新型提供一种翅片式相变热沉，该相变热沉在翅片散热方式的基础上进行创新，将翅片设计成中空结构，并将相变材料引入到其中，大大增加了翅片散热时抗热冲击的能力，且相对于单纯的相变冷却，利用风冷翅片可以使热沉应对热冲击的时间大大延长，适用于各类高功率的周期性、脉冲型热源的热管理及温度控制。

技术领域

本实用新型属于热传导技术领域，具体涉及一种基于相变材料的换热器件。

背景技术

随着航天、电子技术的发展，电子器件趋于高集成化和高功率化，产生的高热流容易导致相关设备和电子器件工作温度偏高，影响其工作的稳定性，甚至有可能使得其工作失效；同时，由于大量周期性、脉冲型热源的存在以及外界环境的变化，也使得其工作环境更为复杂，因此迫切需要合理有效的热控方式。针对高功率的周期性、脉冲型热源及变化的外部环境，相变温控技术是目前较为有效的热控方法之一，当遇到热冲击时，相变材料吸收热量并熔化，同时在熔化过程中其温度几乎保持恒定，从而防止功率器件过热。在热冲击之后，热量从相变材料散发到环境中，相变材料凝固并准备下一次热冲击。

在已有的散热模式中，由于具有低成本，简单性和可靠性等优点，电子器件多采用空冷的散热方式，空冷中比较常见的散热方式为将散热器设计成翅片形式以增大与空气的接触面积，从而优化散热性能，但单纯的翅片散热仍难以抵挡较大的热冲击，无法应对当前越来越严重的热障问题。

通过在翅片内部添加相变材料的方式，可以将相变材料的储能性能能有效应对瞬态热负荷的优点与翅片冷却增大空冷面积的优点很好的结合起来，对各类高功率器件高热流密度的工作状态进行很好的温度控制。且低熔点金属相变材料具有高热导率、系统热响应速度快、密度大、单位体积相变潜热大、相变过程体积变化率小、以及过冷度小等优点，它的引入为相变材料在电子器件相变热管理中的热控效果提供了保证。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处，本实用新型的目的是提出一种翅片式相变热沉，能够抵抗较大热流冲击。

实现本实用新型上述目的的技术方案为：

一种翅片式相变热沉，包括翅片；所述翅片的内部为中空腔体，所述中空腔体内填充有相变材料；所述翅片底部连接有底座，翅片所在平面与底座垂直。

进一步地，所述相变材料是熔点在20～80℃的相变材料，选自有机相变材料、无机相变材料、金属相变材料中的一种。

其中，所述翅片的顶部焊接有封闭所述中空腔体的上盖；翅片、上盖和底座的材质相同，选自铜、铝、镍、不锈钢中的一种；翅片和底座是以同一块基材加工而成。

其中，围设所述中空腔体的翅片壁的厚度为1～2mm；中空腔体横截面形状为长方形或两端导圆角的长条形。

其中，所述翅片有1～50片。

本实用新型的一种优选技术方案为，所述翅片有5～20片，各翅片平行设置，各翅片的中空腔体不互相连通；所述底座连接翅片的一面为矩形。

本实用新型的又一种优选技术方案为，所述翅片有5～20片，各翅片围绕一个中心向外发射式分布，各翅片的中空腔体不互相连通；所述底座连接翅片的一面为圆形。

更优选地，所述相变材料是金属相变材料，选自镓、镓基合金、铋基合金和铟基合金中的一种。

本实用新型的另一种优选技术方案为，所述相变材料为镓或镓基合金，翅片、上盖和底座的材质为铜或铝；所述中空腔体的内壁、上盖的内壁上均设置有防腐蚀镀层，所述防腐镀层的材质为镍。

进一步优选地，在所述翅片上连接有风扇。

本实用新型具有以下优点：