[发明专利]一种复合吸液芯及其制造方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合吸液芯及其制造方法和应用，所述复合吸液芯包括沟槽和纳米多孔层，所述纳米多孔层覆盖在所述沟槽的内壁表面。本发明的复合吸液芯具有沟槽结构和纳米多孔层，纳米多孔层可以有效增大毛细压力，沟槽结构可以有效降低流动阻力；同时，工质在纳米多孔层中的蒸发和凝结过程都会得到增加，从而有效降低热管、均热板器件的热阻。

技术领域

本发明涉及散热器件领域，特别涉及一种复合吸液芯及其制造方法和应用。

背景技术

热管和均热板都是利用介质的相变过程实现热量快速传导的传热元件。其中，热管是一种一维传热器件，一般是管状或扁平状，利用液态的工作介质在热管的蒸发端受热蒸发，并带走热量，该热量为工作介质的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热。在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。而均热板是一种二维传热平面器件，一般是面积较大的平板结构，工作介质同样在蒸发端蒸发，并在冷凝端冷凝后经过内部毛细结构回流到蒸发端。

热管和均热板的散热性能主要由内部的吸液芯决定，目前常见的吸液芯结构包括丝网型、烧结型和沟槽型。理想的吸液芯要求具有较大的毛细压力、小的流动阻力，但是上述两个性能很难同时实现。一般而言，丝网型和烧结型吸液芯具有大的毛细压力，但同时流动阻力较大，而沟槽型吸液芯具有较小的毛细压力和流动阻力。

为了克服上述矛盾，目前存在如下解决方案：1)相关技术提出了一种由紫铜粉末和紫铜纤维烧结而成的复合吸液芯及其制造方法，这种吸液芯利用紫铜纤维的导向作用降低烧结吸液芯的流动阻力；2)还有相关技术提出了一种齿状复合吸液芯及其制备方法，这种吸液芯是通过在具有微沟槽的紫铜管壁上烧结紫铜粉末和紫铜纤维的混合物制成的，由于底部微沟槽的存在，可以降低流动阻力；3)另有相关技术提出了一种多孔槽道与微细纤维复合吸液芯及其制造方法，其包括金属粉末烧结形成的多孔基体、多孔基体表面上加工形成的平行槽道结构、以及槽道壁面一侧的针絮状微细纤维。

上述方法依然存在流动阻力大，工序复杂，成本高等问题。例如，通过铜粉与纤维复合的方案，较难实现纤维的均匀连续排列，可能造成局部流动阻力增加；制备沟槽与烧结结构复合的吸液芯，一般需要经过高温烧结，二次加工沟槽等不同工序，大大提高了加工成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合吸液芯，所述复合吸液芯具有大的毛细压力、小的流动阻力。

同时，本发明还提供所述复合吸液芯的制造方法和应用。

具体地，本发明采取如下的技术方案：

本发明的第一方面是提供一种复合吸液芯，所述复合吸液芯包括沟槽和纳米多孔层，所述纳米多孔层覆盖在所述沟槽的内壁表面。

根据本发明第一方面的复合吸液芯，至少具有如下有益效果：

复合吸液芯中的纳米多孔结构可提供大的毛细压力，而沟槽结构可以有效降低回流阻力，在二者的共同作用下，使得复合吸液芯具有大的毛细压力、小的流动阻力。

在本发明的一些实施方式中，所述纳米多孔层覆盖所述沟槽的至少一侧内壁表面，优选覆盖所述沟槽的一侧内壁表面。所述纳米多孔层可以完全覆盖沟槽一侧内壁，也可以仅覆盖沟槽一侧内壁的局部区域。纳米多孔层覆盖沟槽的一侧内壁表面，另一侧内壁没有覆盖，可避免过量覆盖造成流动阻力增大。

在本发明的一些实施方式中，所述沟槽的深径比为0.2～5。所述深径比指的是沟槽的深度与顶部宽度的比值。

在本发明的一些实施方式中，所述沟槽的顶部宽度为20～80μm，深度20～100μm。