【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子冷却，具体来说是具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构。
技术介绍
1、随着现代电子技术的快速发展，电子设备的功率密度不断攀升，导致热量产生和积聚的问题日益严重，有效的热管理技术变得至关重要，它直接关系到电子设备的性能、稳定性和寿命。传统的热管理技术虽然在一定程度上能够满足散热需求，但在面对高功率密度设备时，其散热效率和响应速度逐渐暴露出局限性，因此研发新型、高效且紧凑的热沉结构，以适应现代电子设备的高散热需求，已成为当前热管理
的研究重点。
2、经过系统分析，传统双层逆流多孔肋微通道结构在应用中展现出了明显的局限性。尽管双层逆流多孔肋微通道结构通过形成滑移边界层有效地减少了泵功消耗，但这一设计同时也不可避免地削弱了实心肋的传热效果，进而增加了热阻，导致多孔肋微通道结构中冷却液的利用效率下降，继而使得换热效率下降。另外，传统双层逆流多孔肋微通道结构的设计旨在提升被冷却表面的温度均匀性，但在处理局部过热问题时，其性能仍有待加强和完善。
3、基于此，现有技术专利申请号202011087043.x，公开日2022年9月16日，名称：一种变孔隙多孔肋片双层锥形微通道散热器，其公开了一种全新的双层锥形微通道结构，其每一个微通道单元内部均开设有上层锥形导流通道和下层锥形导流通道，上层锥形导流通道和下层锥形导流通道均具有相对的进口端和出口端，上层锥形导流通道和下层锥形导流通道的左右两侧内壁上均嵌设有烧结多孔介质，上层锥形导流通道和下层锥形导流通道内均流通有相变微胶囊悬浮液。
4、
5、可见，虽然上述文献解决了传统双层逆流多孔肋微通道结构存在的技术缺陷，但同时带来了新的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，本专利技术创新地结合热管技术的相变属性和多孔侧肋的微流道，在克服局部过热问题的同时，有效提升了冷却液的利用率，旨在打造能够显著提升换热效率的双层多孔肋微通道热沉结构，以满足现代电子设备对散热的严苛要求。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，包括上层微通道和下层微通道，上层微通道采用多孔侧肋的微流道进行散热，下层微通道采用热管技术的相变属性进行散热，且二者之间采用中层导热板连接，中层导热板具备冷凝端的作用和效果；
4、上层微通道包括相互连接的顶部盖板和多孔侧肋；下层微通道包括相互连接的多孔槽结构和导热底板，顶部盖板、多孔侧肋、中层导热板、多孔槽结构和导热底板依次层叠设置，且多孔侧肋和多孔槽结构分别与中层导热板连接，采用中层导热板分隔多孔侧肋和多孔槽结构，顶部盖板、中层导热板和导热底板的设置共同便于向多孔槽结构和多孔侧肋持续补液；
5、多孔槽结构包括矩形流道和密闭蒸汽空腔，矩形流道不仅实现了冷却液在多孔槽结构内的流通，而且还提供温差以辅助相变散热，密闭蒸汽空腔用于进行相变散热，多孔吸液芯上、位于导热底板与多孔吸液芯相连接处为蒸发端，导热底板接收热介质提供的热量后，将热量传递给多孔吸液芯，并于蒸发端实现冷却液由液态向气态的转变，气态的冷却液经过蒸发后于中层导热板冷凝，实现冷却液由气态向液态的转变，继而通过冷却液的相变进行散热，矩形流道和密闭蒸汽空腔并排且交替设置，且矩形流道与密闭蒸汽空腔之间采用致密网膜密封连接，致密网膜与中层导热板和导热底板连接；本专利技术的密闭蒸汽空腔设计精巧，包括多孔吸液芯和蒸发腔，蒸发腔位于多孔吸液芯内，且致密网膜密封连接于多孔吸液芯与矩形流道之间，在密闭蒸汽空腔中，蒸发、补液、汇流及冷凝各部分紧密相连，确保在相变过程中实现高效且稳定的循环机制。
6、矩形流道、密闭蒸汽空腔、多孔侧肋和致密网膜均由金属颗粒多孔材料沉积获得，即本专利技术的矩形流道、密闭蒸汽空腔、多孔侧肋和致密网膜均由金属颗粒多孔材料制成，多孔槽结构与多孔侧肋的结构不同，致密网膜为由金属颗粒多孔材料制成的膜结构。
7、优选的，多孔侧肋为由若干侧肋单元组成，若干侧肋单元并排且平行设置，侧肋单元与顶部盖板和中层导热板连接，每相邻两侧肋单元之间均形成微流道，含有微流道的多孔侧肋以侧肋单元均匀阵列方式布局，以优化流体流动与热交换性能，此多孔侧肋采用先进的电化学沉积增材制造方式进行精确加工，确保结构的稳定性和可靠性。
8、优选的，矩形流道、蒸发腔、微流道的宽度均为100μm~200μm，当冷却液流经微流道和矩形流道时，基于滑移边界减阻机制的运作，显著提高了换热效率。
9、优选的，致密网膜的金属颗粒多孔材料沉积密度高于矩形流道的金属颗粒多孔材料沉积密度，以及高于密闭蒸汽空腔的金属颗粒多孔材料沉积密度，矩形流道和密闭蒸汽空腔的蒸发腔被精心布置于导热底板上，二者之间通过致密网膜实现高效分隔，确保各自功能的独立性；致密网膜的金属颗粒多孔材料沉积密度高是为了确保密闭蒸汽空腔内蒸汽的正常运作，防止矩形流道内冷却液渗入并造成水淹现象，水淹是指密闭蒸汽空腔被水浸没，从而使得相变传热机制失效。同时矩形流道与密闭蒸汽空腔通过致密网膜相连，使得蒸发端处的金属颗粒多孔材料保持相互连通。
10、优选的，金属颗粒多孔材料为由紫铜沉积的多孔材料，紫铜价格低廉且导热性能优异。
11、优选的，致密网膜的孔隙率≤1%，且致密网膜的平均孔径小于10nm；蒸发腔、矩形流道、侧肋单元的孔隙率均为50%~60%，且平均孔径均小于20μm，蒸发腔、矩形流道和侧肋单元保证将冷却液吸附在孔隙中。
12、优选的，多孔侧肋相对的两侧设置有第一进口和第一出口，多孔槽结构相对的两侧设置有第二进口和第二出口，第一进口、第一出口、第二进口、第二出口均用于冷却液的流动。
13、优选的，第一进口与第二出口位于同侧，第一出口与第二进口位于同侧，此时冷却液在多孔侧肋和多孔槽结构内的流动方向相反，实现高效的热交换；且第一进口、第一出口、第二进口、第二出口均位于侧面，便于冷却液的引入与排出。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，包括上层微通道和下层微通道，且二者之间采用中层导热板（2）连接；
2.根据权利要求1所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述密闭蒸汽空腔（7）包括多孔吸液芯（9）和蒸发腔（10），所述蒸发腔（10）位于所述多孔吸液芯（9）内，且所述致密网膜（8）密封连接于所述多孔吸液芯（9）与所述矩形流道（6）之间。
3.根据权利要求2所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述致密网膜（8）的金属颗粒多孔材料沉积密度高于所述矩形流道（6）的金属颗粒多孔材料沉积密度，以及高于所述密闭蒸汽空腔（7）的金属颗粒多孔材料沉积密度。
4.根据权利要求3所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述多孔侧肋（4）为由若干侧肋单元（11）组成，若干所述侧肋单元（11）并排且平行设置，所述侧肋单元（11）与所述顶部盖板（1）和所述中层导热板（2）连接，每相邻两个所述侧肋单元（11）之间均形成微流道。
5.根据权利要求4所述的具有热管相变
6.根据权利要求5所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述致密网膜（8）的孔隙率≤1%，且所述致密网膜（8）的平均孔径小于10nm；所述蒸发腔（10）、所述矩形流道（6）、所述侧肋单元（11）的孔隙率均为50%~60%，且平均孔径均小于20μm。
7.根据权利要求1所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述金属颗粒多孔材料为由紫铜沉积的多孔材料。
8.根据权利要求1所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述多孔侧肋（4）相对的两侧设置有第一进口和第一出口，所述多孔槽结构（5）相对的两侧设置有第二进口和第二出口。
9.根据权利要求8所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述第一进口与所述第二出口位于同侧，所述第一出口与所述第二进口位于同侧。
10.根据权利要求1所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构采用电化学沉积室温金属3D打印技术获得。
...【技术特征摘要】
1.具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，包括上层微通道和下层微通道，且二者之间采用中层导热板（2）连接；
2.根据权利要求1所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述密闭蒸汽空腔（7）包括多孔吸液芯（9）和蒸发腔（10），所述蒸发腔（10）位于所述多孔吸液芯（9）内，且所述致密网膜（8）密封连接于所述多孔吸液芯（9）与所述矩形流道（6）之间。
3.根据权利要求2所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述致密网膜（8）的金属颗粒多孔材料沉积密度高于所述矩形流道（6）的金属颗粒多孔材料沉积密度，以及高于所述密闭蒸汽空腔（7）的金属颗粒多孔材料沉积密度。
4.根据权利要求3所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述多孔侧肋（4）为由若干侧肋单元（11）组成，若干所述侧肋单元（11）并排且平行设置，所述侧肋单元（11）与所述顶部盖板（1）和所述中层导热板（2）连接，每相邻两个所述侧肋单元（11）之间均形成微流道。
5.根据权利要求4所述的具有热管相变属性的双层多孔肋微通道热沉结构，其特征在于，所述蒸发腔（...
【专利技术属性】
技术研发人员：王硕林，王桥虹，张凌云，包道日娜，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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