[发明专利]一种表面具有毛细芯结构的铜合金及其制备方法

说明书

本申请提供一种表面具有毛细芯结构的铜合金及其制备方法。其中，铜合金包括以下质量份数的组分：铜90‑100份，镍1‑8份，锡0.1‑5份，铬0.05‑1份，磷0.01‑0.3份，钒0.01‑0.2份，铜合金表面具有多个孔径为1‑10μm的毛细芯结构。本申请提供的铜合金，毛细芯与铜合金基体为完全一体结构，可以直接代替传统的烧铜网结构毛细芯，能够完美解决使用过程中因结合力不够发生脱落的问题，质量高，成本低，适用范围广，易于大规模推广和使用，并且其中的各组分相互作用，能够有效提高铜合金及铜合金相关产品的热导率、力学性能、耐腐蚀性能、焊接性能以及稳定性，满足铜合金的多方面使用需求，延长其使用寿命。

技术领域

本申请涉及材料技术领域，特别涉及一种表面具有毛细芯结构的铜合金及其制备方法、一种热管、一种均温板。

背景技术

随着5G技术的发展，5G手机等电子设备的数据传输速度及使用性能得到了进一步的提升，但由于5G基带的加入，电子设备的热效应也随之愈发严重，因此电子设备的散热性能急需改善。

热管及均温板利用相变传热原理，由于其热铺展能力优异，作为电子散热的优选方案已在5G手机、电子设备中得到了广泛的应用。

目前5G电子产品已普遍采用热管和均温板进行高效散热，由于铜及铜合金具有热导率高、可焊接性强等一系列优点而被广泛应用于热管和均温板的材料。热管和均温板最为核心的是里面的毛细吸液芯(毛细芯)结构，目前大多采用烧结铜网来作为铜热管和均温板的毛细芯结构，但由于铜网和铜管及铜片之间存在着结合力较差的问题，一方面导致产品的良品率不够高(目前烧结铜网结构铜均温板良品率不到70％)，另一方面在使用过程总存在着铜网脱落的风险，限制了其更为广泛的使用。如果能在铜管和铜片表面直接制备出毛细芯结构，将解决上述问题，同时可以将现有的铜热管和均温板产品性能进一步提高、体积进一步减小。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种表面具有毛细芯结构的铜合金及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

本申请提供一种表面具有毛细芯结构的铜合金，所述铜合金包括以下质量份数的组分：铜90-100份，镍1-8份，锡0.1-5份，铬0.05-1份，磷0.01-0.3份，钒0.01-0.2份，所述铜合金表面具有多个孔径为1-10μm的毛细芯结构。毛细芯结构的孔径优选为3-8μm。

进一步地，所述表面具有毛细芯结构的铜合金包括以下质量份数的组分：铜92.25-96.34份，镍3-5份，锡0.5-2份，铬0.1-0.5份，磷0.05-0.15份，钒0.01-0.1份。

本申请还提供一种表面具有毛细芯结构的铜合金的制备方法，包括：

S1、熔炼：将铜加入至熔化炉内，升温至预设熔炼温度，待铜完全融化后，依次加入钒、铬、镍、磷和锡，冷却后得到铜合金初成品；

S2、热轧：将所述铜合金初成品在预设热轧温度下进行热轧；

S3、冷轧：将热轧后的铜合金初成品冷却至室温并进行冷轧；

S4、固溶：在预设固溶温度下对冷轧后的铜合金初成品进行时长不低于1分钟的固溶热处理，随后以大于10℃/min的速度进行冷却；

S5、时效：在预设时效温度下对冷却后的铜合金初成品进行时长不低于1小时的时效处理，获得铜合金半成品；

S6、腐蚀扩散：使用碱溶液对所述铜合金半成品进行腐蚀处理5-30s；腐蚀处理后高温扩散处理30-600min，在所述铜合金半成品表面形成孔径为1-10μm毛细芯结构，获得表面具有毛细芯结构的铜合金。

进一步地，所述预设熔炼温度为1100-1250℃，所述预设热轧温度为700-950℃，所述预设固溶温度为700-850℃，所述预设时效温度为300-550℃。