[发明专利]高分子聚合物吸液芯及高分子聚合物吸液芯环路热管

说明书

本发明公开高分子聚合物吸液芯及高分子聚合物吸液芯环路热管，吸液芯由两种或两种以上的有机高分子聚合物薄膜和一种无机纤维薄膜叠加形成，且具有双孔径结构，即：所述有机高分子聚合物薄膜的孔径小于所述无机纤维薄膜的孔径；所述有机高分子聚合物薄膜的孔径大于0.1μm且小于或等于100μm，孔隙率大于或等于50％；所述无机纤维薄膜的孔径大于100μm且小于或等于500μm，孔隙率大于或等于80％。高分子聚合物吸液芯环路热管包含上述吸液芯。本发明高分子聚合物吸液芯具有双孔径结构和柔性特征，有助于提升环路热管的换热性能，且其制备和装配过程操作简单、成本低廉、安全性高同时性质稳定易于保存和维护。

技术领域

本发明涉及环路热管技术领域。具体地说是高分子聚合物吸液芯及高分子聚合物吸液芯环路热管。

背景技术

环路热管是一种内部设置有吸液芯的被动两相传热器件，具有传热能力强、传输距离长、稳定性高、布置灵活和无运动部件等优点，是解决高频化、高集成化和高热流密度电子器件散热问题的主要技术之一。

环路热管主要由五部分组成，分别是蒸发器、蒸汽管道、冷凝器、液体管道和补偿腔。环路热管的工作原理是当输入热负荷时，蒸发器内的多孔吸液芯结构内部的液态工质吸热相变，产生的蒸汽在冷凝器内冷却为液态工质回流到补偿腔内，在吸液芯的作用下再次进行供液，完成循环过程。

环路热管的吸液芯结构作为整个传热系统动力的来源和传热的主要场所，对环路热管传热系统具有关键的影响作用。现在常用的金属丝网吸液芯及陶瓷吸液芯等结构，不能提供足够的毛细压力，导致环路热管的传热能力受限，而烧结金属镍吸液芯虽然具有较高的毛细力和足够的结构强度，但是由于烧结金属过程中需要耗费大量氢气作为保护气，并且制造和后续的装配过程中存在工序复杂，成本高、安全性差的问题。为提高环路热管系统的传热性能，应该在寻求吸液芯毛细能力与流动阻力平衡的同时还要兼顾制造成本和安全性因素，所以设计一种能够高效供液且成本低廉、制备安全的高性能毛细芯是一个亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有特殊的双孔径结构和柔性特征的高分子聚合物吸液芯及高分子聚合物吸液芯环路热管，采用高分子聚合物制备吸液芯和环路热管，使得吸液芯和环路热管具有较高毛细吸力和足够的结构强度且制造过程安全性高，在解决当前所用金丝网和陶瓷吸液芯毛细力低的问题的同时，还解决了环路热管制造和装配过程中工序复杂、安全性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

高分子聚合物吸液芯，由两种或两种以上的有机高分子聚合物薄膜和一种无机纤维薄膜叠加形成，且具有双孔径结构，即：所述有机高分子聚合物薄膜的孔径小于所述无机纤维薄膜的孔径；所述有机高分子聚合物薄膜的孔径为大于或等于0.1μm且小于或等于100μm，孔隙率大于或等于50％；所述无机纤维薄膜的孔径大于或等于100μm且小于或等于500μm，孔隙率大于或等于80％；该孔径范围的薄膜可以有效地降低工质流动阻力，提高渗透率，如果孔径过低，则流动阻力过大不利于工质输运，如果孔径过高则会使毛细力不足而无法有效吸液；另外，若薄膜的孔隙率过小会导致吸液芯芯体的储液量过少和渗透率过低，进而导致工质流动阻力过大；但孔隙率过大会降低吸液芯的毛细能力，因此在满足吸液芯毛细能力足够的前提下，孔隙率越大越好。有机高分子聚合物薄膜具有较小孔径的孔结构和连通性很好的孔通道，其主要作用是在吸液芯中提供高毛细力；无机纤维薄膜内部具有较大孔径的孔结构和孔通道，有助于降低工质在吸液芯内部流动的阻力。将两者按照特定的比例和顺序混合叠加可以构造兼顾提高毛细力降低流动阻力的吸液芯结构，有助于及时向加热面供液，增强换热能力。

上述高分子聚合物吸液芯，所述双孔径结构的小孔孔径大于或等于5μm且小于或等于100μm，所述双孔径结构的大孔孔径大于100μm且小于或等于500μm。