一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板制造技术

一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板，该液冷板由复合材料基板和液冷管路（盘绕铜管）组成。复合材料基板包括基础层和阻隔层，基础层为高导热粉末与粘结剂热压成型的复合材料，阻隔层为铝合金薄外壳或金属粉末与粘结剂混合固化的复合材料。液冷管路（盘绕铜管）表面嵌埋进复合材料基板中；发热元器件通过钢丝螺套与复合材料基板连接，并且与液冷管路（盘绕铜管）直接接触。该实用新型专利技术适用于小尺寸或布局规整的发热元器件的快速散热，满足轻量化，高导热的设计需求。高导热的设计需求。高导热的设计需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板


[0001]本技术属于热管理领域，具体涉及一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板。

技术介绍

[0002]液冷板是液冷热管理系统中的关键零部件，液冷板通过冷却液在液流通道中循环流动传递多余热量从而实现冷却功能，目前液冷板已广泛应用于航空航天等各个领域的发热元器件散热。
[0003]传统液冷板基板一直采用金属材质整体成型，金属材质包括铝合金或铜合金，其结构有两种，一种是将液冷管路嵌入基板的结构，另一种是基板上加工液冷流道并焊接盖板密封的结构。
[0004]但轻量化设计是航空航天永恒不变的主题，随着复合材料生产和应用技术的不断发展，更多复合材料正逐渐替代以往的金属材质，以达到飞机减重的效果。传统金属材质成型的液冷板已不再适用于航空航天领域对减重的需求，因此亟需一款既能充分满足元器件的快速散热需求又能符合飞行器设计中减重要求的液冷板，故提出一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了解决
技术介绍
中提出的问题，本技术提出了一种既能快速散热又能满足减重需求的复合材料液冷板。
[0006]为了解决上述问题本技术的技术方案是：
[0007]本方案指示的一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板，其组成包括复合材料基板、液冷管路（铜管）。
[0008]本技术关于复合材料基板的技术解决方案是：
[0009]1] 通过CNC加工基础层消失模具的模具示意图如图5，该模具中心凸台11上分布蛇形槽10和圆形孔9；
[0010]2] 将消失模具的材料填充到上述模具中，加入脱模剂，在加热条件下成型出消失模具。消失模具底部伸出圆柱凸台贯穿整个消失模具，用于固定钢丝螺套，并将钢丝螺套预置于模具底部一小段距离，模具底面有一圈蛇形凸台，用于模压时在基础层上成型出管道槽。其结构图如图4；
[0011]3] 通过CNC精加工消失模具外壁模具，用于支撑消失模具，防止压裂；
[0012]4] 将高导热粉末与树脂混合，灌封至消失模具内，通过加热模压，成型出基础层结构，其中钢丝螺套外露一小段长度，用于适配阻隔层高度；
[0013]5]将基础层连带模具水洗，将模具溶解露出基础层，此时钢丝螺套外露一小段长度；
[0014]6] 选择薄层铝合金外壳作为阻隔层，通过CNC加工铝合金薄外壳，将基础层放入
薄层铝合金外壳内并胶接，上表面覆盖一层铝合金薄盖，铝合金薄盖与铝合金薄外壳焊接，铝合金薄盖在阻隔外界与基础层的同时保证液冷管路（铜管）和钢丝螺套的外表面齐平，直接与发热器件贴合；
[0015]7]选择复合材料作为阻隔层，加工阻隔层模具，将成型后的基础层倒放入模具内，钢丝螺套内部填充碳酸钙，向模具内填充金属粉末与环氧树脂，使其包覆基础层除蛇形流道槽以外的外部区域，加热模压，形成阻隔层；
[0016]8]成型后将基板水洗，去除钢丝螺套内碳酸钙，使钢丝螺套表面露出，方便与发热器件螺接；
[0017]最后将液冷管路（铜管）2表面嵌埋进复合材料基板中的管道槽，并采用胶接方式固连，安装进出水管路接头6、7。
[0018]有益效果：
[0019]本技术是一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板，该液冷板中复合材料基板有双层结构，使其内部基础层可以选择重量更轻的碳系材料，并通过阻隔层将材料层与外界隔开，防止碳系污染，该结构与传统整块金属结构相比重量更轻，满足快速散热要求的同时又能满足减重需求。
附图说明
[0020]图1是本技术一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板的结构示意图。
[0021]附图明细如下：
[0022]1‑
发热元器件；2
‑
液冷管路；3
‑
基础层；4
‑
钢丝螺套；5
‑
阻隔层；6
‑
进水口管路接头；7
‑
出水口管路接头；
[0023]图2是本技术一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板发热器件分布图；
[0024]附图明细如下：
[0025]1‑
发热元器件；2
‑
液冷管路；5
‑
阻隔层；6
‑
进水口管路接头；7
‑
出水口管路接头；
[0026]图3是本技术一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板基板结构图；
[0027]附图明细如下：
[0028]3‑
基础层；5
‑
阻隔层；
[0029]图4是本技术一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板基础层消失模具的示意图；
[0030]附图明细如下：
[0031]4‑
钢丝螺套；8
‑
基础层模具；
[0032]图5是本技术一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板基础层消失模具的模具示意图；
[0033]附图明细如下：
[0034]9‑
圆形孔；10
‑
蛇形槽；11
‑
中心凸台。
具体实施方式
[0035]参照说明书附图并以8块尺寸为5mm
×
10mm
×
3mm发热元件的散热为例对本技术一种用于小尺寸元器件散热的轻量化液冷板，做以下详细说明：
[0036]1）通过CNC加工基础层消失模具的模具，该模具中心凸台上分布蛇形凹槽，用于成型基础层消失模具上的凸台，同时在中心凸台上机加直径2mm圆形孔；
[0037]2）通过CNC加工消失模具外模具，用于支撑消失模具，防止压裂；
[0038]3)将消失模具的材料填充到上述模具中，加入脱模剂，在加热条件下成型出消失模具，消失模具底部伸出圆柱凸台，凸台直径2mm贯穿整个模具用于固定钢丝螺套，钢丝螺套内径2mm，并将钢丝螺套预置于模具底部1mm，模具底面有一圈蛇形凸台，用于模压时在基础层上成型出管道槽；
[0039]4）选择酚醛树脂与银铝粉混合加热固化后的材料作为阻隔层，选用石膏加工成阻隔层模具，阻隔层模具底部设有蛇形凸台，用于防止阻隔层混合物进入流道槽；
[0040]5）将成型后的基础层倒放入模具内，钢丝螺套触底，螺套内填充碳酸钙，向模具内填充酚醛树脂与金属粉末混合的粘稠液体，使其包覆基础层除蛇形流道槽以外的外部区域，加热模压，形成复合材料基板；
[0041]6）将成型后的复合材料基板连带阻隔层模具再次水洗，溶解阻隔层模具，阻隔层厚度1mm，外廓尺寸为32mm
×
32mm
×
7mm，最终成型的复合材料基板钢丝螺套与阻隔层齐平，管道槽截面积2mm
×
2mm；
[0042]7） 最后将液冷管路（铜管）表面嵌埋进复合材料基板中的管道槽并通过胶接工艺固定，安装管路接头 。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发热元器件散热的复合材料液冷板，该液冷板由复合材料基板和液冷管路组成，复合材料基板包括基础层和阻隔层；液冷管路表面嵌埋进复合材料基板中；发热元器件通过钢丝螺套与复合材料基板连接，并且与液冷管路直接接触。2.根据权利要求1所述的复合材料液冷板，其特征在于，复合材料基板上表面分布蛇型流道槽，并在端部预留进出水管路的管路接头，铜管盘绕并且通过粘合剂与蛇形流道槽嵌埋贴合。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：西安聚变材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：