一种平板热管及制备方法技术

本发明专利技术公开一种平板热管，包括蒸发板和冷凝板，其中，蒸发板包括凹槽，凹槽内设置有微阵列结构，微阵列结构包括多个微柱，微柱呈超亲水性；冷凝板包括凸缘和汇流区；工作时，蒸发板吸收热量，液态工质汽化，蒸汽由微柱之间的蒸汽通道扩散，蒸汽接触冷凝板后凝结成液态，回流至蒸发板继续循环换热。冷凝板具有离散的疏水梯度凸缘，凸缘上设置有超亲水性的汇流区，且汇流区设置微沟槽结构的汇流槽道，凸缘与汇流区相配合使得汇流区具有出色的毛细芯吸能力，从而能够实现冷凝工质的快速无泵回流。本发明专利技术还提供一种上述的平板热管的制备方法，将加工好的蒸发板和冷凝板连接，向循环腔体内注入循环工质后抽真空，保证平板热管的工作可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种平板热管及制备方法


[0001]本专利技术涉及换热设备及其周边配套设施
，特别是涉及一种平板热管及制备方法。

技术介绍

[0002]随着微电子技术的快速发展，核心元器件不断朝着高频率、高功耗、高集成和微型化的方向发展，预计功率和冷却需求都将大幅增加，如何在有限的空间内高效散热是保证电子设备正常运行的关键。平板热管由于可与芯片等电子器件表面直接配合，具有对集中式热源温度控制能力强，外表面光滑平整和几何适应性好等优势。在未来热管理系统无止境地追求小体积和高冷却效率的前提下，开发空间紧凑、传热性能优越的平板热管尤为重要。
[0003]传统平板热管是由蒸发端、冷凝端和吸液芯三部分构成，热量从蒸发端传入，工质迅速汽化并接触冷凝端，气态工质过冷变为液态并通过吸液芯回流至蒸发段完成循环，整个过程依靠工质相变潜热来传递热量，并且工作温度保持稳定。吸液芯作为工质循环的桥梁，是限制超薄平板热管尺寸的主要因素，传统的烧结式吸液芯结构减小体积会存在储液能力下降、蒸汽扩散空间减小等一系列问题，严重影响传热性能，而体积占用率小的沟槽式吸液芯结构往往存在毛细力不足，流量小和工质回流难等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种平板热管及制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，提升平板热管的传热性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种平板热管，包括：
[0006]蒸发板，所述蒸发板包括第一板体，所述第一板体上设置有凹槽，所述凹槽内设置有微阵列结构，所述微阵列结构包括多个微柱，所述微柱呈阵列状排布，相邻的所述微柱之间具有间隙，所述微柱呈超亲水性；
[0007]冷凝板，所述冷凝板包括第二板体和与所述凹槽相适配的凸缘，所述第二板体与所述凸缘相连，所述凸缘呈疏水性，且所述凸缘的疏水性呈离散的梯度变化；所述凸缘上设置有汇流区，所述汇流区呈超亲水性，所述汇流区包括多个串联的汇流单元，沿多个所述汇流单元的连接方向，所述汇流单元具有窄端开口和宽端开口；所述汇流单元包括多条汇流槽道，所述汇流槽道为微沟槽，所述汇流槽道的长度方向平行于多个所述汇流单元的连接方向；沿所述宽端开口到所述窄端开口的方向，所述汇流槽道的底面朝向所述第二板体的方向倾斜设置；
[0008]所述冷凝板位于所述蒸发板的顶部，所述凸缘伸入所述凹槽中，所述第一板体的边缘与所述第二板体的边缘相连，所述蒸发板与所述冷凝板之间形成能够容纳工质循环的循环腔体。
[0009]优选地，相邻的所述微柱之间具有凹陷，所述凹陷为U形。
[0010]优选地，所述微柱为棱柱结构，所述微柱呈矩形阵列状排布。
[0011]优选地，所述窄端开口为所述汇流单元的一端开口，所述汇流单元的另一端开口为端部开口，所述宽端开口位于所述窄端开口与所述端部开口之间，所述汇流单元的宽度自所述宽端开口向所述端部开口的方向递减，且所述宽端开口与所述端部开口之间的间距大于所述宽端开口与所述窄端开口之间的间距，所述宽端开口处的侧壁为弧面。
[0012]优选地，所述凸缘的疏水性梯度变化遵循以下规律：
[0013]Δθ
s
＝θ
a
‑
θ
r
[0014]其中，θ
a
为工质液滴在相邻的所述汇流单元的连接处的前进角，θ
r
是工质液滴在相邻的所述汇流单元的连接处的后退角，θ
s
是所述凸缘的滚动角。
[0015]优选地，所述汇流槽道的底面的斜度小于2
°
。
[0016]优选地，所述汇流区的数量为多组，所述汇流区平行设置于所述凸缘上。
[0017]优选地，所述蒸发板和所述冷凝板均设置注液口，所述注液口与所述循环腔体相连通，所述注液口能够连接注液管。
[0018]本专利技术还提供一种上述的平板热管的制备方法，包括如下步骤：
[0019]步骤一、加工出所述蒸发板和所述冷凝板，将所述第一板体和所述第二板体的边缘密封连接；
[0020]步骤二、向所述循环腔体内注入工质，并对所述循环腔体进行抽真空处理。
[0021]优选地，所述第一板体和所述第二板体的边缘采用焊接方式连接，向所述汇流区注入液态工质，并对所述冷凝板与所述凹槽围成的腔体进行抽真空处理。
[0022]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的平板热管，包括蒸发板和冷凝板，其中，蒸发板包括第一板体，第一板体上设置有凹槽，凹槽内设置有微阵列结构，微阵列结构包括多个微柱，微柱呈阵列状排布，相邻的微柱之间具有间隙，微柱呈超亲水性；冷凝板包括第二板体和与凹槽相适配的凸缘，第二板体与凸缘相连，凸缘呈疏水性，且凸缘的疏水性呈离散的梯度变化；凸缘上设置有汇流区，汇流区呈超亲水性，汇流区包括多个串联的汇流单元，沿多个汇流单元的连接方向，汇流单元具有窄端开口和宽端开口；汇流单元包括多条汇流槽道，汇流槽道为微沟槽结构，汇流槽道的长度方向平行于多个汇流单元的连接方向；沿宽端开口到窄端开口的方向，汇流槽道的底面朝向第二板体的方向倾斜设置；冷凝板位于蒸发板的顶部，凸缘伸入凹槽中，第一板体的边缘与第二板体的边缘相连，蒸发板与冷凝板之间形成能够容纳工质循环的循环腔体。
[0023]本专利技术的平板热管工作时，蒸发板吸收热量，液态工质汽化，蒸汽由微柱之间的蒸汽通道扩散，蒸汽接触冷凝板后凝结成液态，回流至蒸发板继续循环换热。冷凝板具有离散的疏水梯度凸缘，凸缘上设置有超亲水性的汇流区，且汇流区设置微沟槽结构的汇流槽道，凸缘与汇流区相配合使得汇流区具有出色的毛细芯吸能力，从而能够实现冷凝工质的快速无泵回流，同时还具有良好的抗重力特性；蒸发板上的微柱呈亲水性，可作为辅助吸液芯结构，迅速铺展液体工质；另外，汇流槽道为倾斜结构，一方面可以为工质回流提供高度差，另一方面扩大了蒸汽流动通道，进一步提升了超薄平板热管的传热性能。本专利技术的平板热管，将微阵列结构设置于凹槽中，将汇流区设置于凸缘上，第一板体和第二板体连接时，凸缘伸入凹槽中，有利于减小平板热管的厚度，微阵列结构还能够起到支撑平板热管的作用，防止超薄平板热管出现坍塌现象，提高平板热管的稳定性。
[0024]与此同时，本专利技术还提供一种上述的平板热管的制备方法，将加工好的蒸发板和冷凝板连接，向循环腔体内注入循环工质后，对循环腔体进行抽真空处理，保证平板热管的工作可靠性。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术的平板热管的蒸发板的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术的平板热管的冷凝板的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术的平板热管的冷凝板的部分结构的示意图。
[0029]其中，100为蒸发板，200为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平板热管，其特征在于，包括：蒸发板，所述蒸发板包括第一板体，所述第一板体上设置有凹槽，所述凹槽内设置有微阵列结构，所述微阵列结构包括多个微柱，所述微柱呈阵列状排布，相邻的所述微柱之间具有间隙，所述微柱呈超亲水性；冷凝板，所述冷凝板包括第二板体和与所述凹槽相适配的凸缘，所述第二板体与所述凸缘相连，所述凸缘呈疏水性，且所述凸缘的疏水性呈离散的梯度变化；所述凸缘上设置有汇流区，所述汇流区呈超亲水性，所述汇流区包括多个串联的汇流单元，沿多个所述汇流单元的连接方向，所述汇流单元具有窄端开口和宽端开口；所述汇流单元包括多条汇流槽道，所述汇流槽道为微沟槽，所述汇流槽道的长度方向平行于多个所述汇流单元的连接方向；沿所述宽端开口到所述窄端开口的方向，所述汇流槽道的底面朝向所述第二板体的方向倾斜设置；所述冷凝板位于所述蒸发板的顶部，所述凸缘伸入所述凹槽中，所述第一板体的边缘与所述第二板体的边缘相连，所述蒸发板与所述冷凝板之间形成能够容纳工质循环的循环腔体。2.根据权利要求1所述的平板热管，其特征在于：相邻的所述微柱之间具有凹陷，所述凹陷为U形。3.根据权利要求1所述的平板热管，其特征在于：所述微柱为棱柱结构，所述微柱呈矩形阵列状排布。4.根据权利要求1所述的平板热管，其特征在于：所述窄端开口为所述汇流单元的一端开口，所述汇流单元的另一端开口为端部开口，所述宽端开口位于所述窄端开口与所述端部开口之间，所述汇流单元的宽度自所述宽端开口向所述端部开口的方向递减，且所述宽端开口与所述端部开口之间的间距大...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝秀清，张杰，翟晶晶，王树楠，胡智文，赵威，杨吟飞，赵国龙，李亮，何宁，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：