[发明专利]一种高功率激光切割机散热系统

权利要求书

1.一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：包括集液箱（1）、压电微泵（2）、过滤器（3）、微通道散热器（4）、缓冲箱（6）、阀门（5）和导流管（7），所述集液箱（1）、压电微泵（2）、过滤器（3）、微通道散热器（4）、缓冲箱（6）和阀门（5）之间通过所述导流管（7）按顺序依次连接，并首尾相连形成闭合回路，所述集液箱（1）内盛装的换热工质为硅-石蜡相变微乳；所述硅-石蜡相变微乳采用如下步骤制备而成：

（1b）称取一定量的石蜡，置于烧杯中，放入恒温水浴锅中进行加热，设置恒温水浴温度为80℃，水浴30 min，得到熔融态的石蜡；

（2b）按石蜡质量的10 %称取十二烷基苯磺酸钠溶液，作为乳化剂，加入熔融态的石蜡中，搅拌10 min，使熔融石蜡与乳化剂混合均匀；

（3b）再按石蜡质量的50%称取水玻璃，并按水玻璃与去离子水1:3的质量比对水玻璃进行稀释，并通过阳离子树脂柱进行交换，得到硅酸溶液，保存备用；

（4b）称取和石蜡等量的去离子水，并加热至80℃，再用滴管将去离子水逐滴加入乳化剂和熔融石蜡的混合溶液中，并缓慢搅拌；

（5b）再将硅酸溶液缓慢加入步骤（4b）所得混合溶液中，设置搅拌速度为600 r/min，乳化温度为80℃，乳化时间为30 min，得到硅-石蜡相变微乳。

2.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述微通道散热器（4）包括微通道散热基体（41）、盖体（42）、进液口和出液口；所述微通道散热基体顶部设有开口，所述盖体（42）设置于微通道散热基体（41）顶部开口处，与所述微通道散热基体（41）顶部开口大小一致，所述微通道散热基体（41）与所述盖体（42）通过焊接固定连接；所述微通道散热基体（41）一侧设有两个水口（43），分别作为进液口和出液口。

3.根据权利要求2所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述微通道散热基体（41）底部设有多条相互平行的第一翅片（44），所述第一翅片（44）与所述盖体（42）内侧之间存在第一间隙；所述盖体（42）内侧设有多条相互平行的第二翅片（45），所述第二翅片（45）与所述微通道散热基体（41）之间存在第二间隙。

4.根据权利要求3所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述第一翅片（44）与第二翅片（45）相互平行、交错排列，所述第一翅片（44）和第二翅片（45）之间的间隙形成微通道。

5.根据权利要求2所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述微通道散热基体（41）和盖体（42）所用材料为铝-硅-石墨复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述铝-硅-石墨复合材料采用如下步骤制备而成：

（1a）按质量比25:5:70分别称取铝粉、硅粉和石墨片；

（2a）使用球磨机将称得的铝粉、硅粉和石墨片混合均匀，设置球磨机转速为500 r/min，球磨时间为3 h，得到铝-硅-石墨混合粉末；

（3a）将铝-硅-石墨混合粉末放入预热至200℃的石墨模具里，并进行放电等离子烧结，设置系统真空度为5Pa、烧结温度为750℃、烧结时间为5 min、烧结压力为40 MPa，得到结构致密的铝-硅-石墨复合材料。

7.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述硅-石蜡相变微乳的粒径为300 ~ 500 nm，所述过滤器（3）内过滤层孔径为5 μm。

8.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割机散热系统，其特征在于：所述压电微泵（2）为压电叠堆微泵，采用多个叠堆的压电陶瓷片作为致动器，所述压电陶瓷片为锆钛酸铅压电陶瓷。