一種泡沫金屬熱管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種泡沫金屬熱管，它包括熱管殼體、開孔泡沫金屬、相變材料、熱管蒸發(fā)段、熱管冷凝段及熱管絕熱段，其特征在于：開孔泡沫金屬置于熱管殼體中，在開孔泡沫金屬的孔隙骨架間充有相變材料，熱管的一端為蒸發(fā)段，另一端為冷凝段，熱管殼體的中部外層設(shè)置有絕熱段。由于開孔泡沫金屬重量輕，在同等效率下可以降低熱管的體積，本實用新型可減少金屬材料消耗并降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種泡沬金屬熱管
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及一種電子元器件散熱裝置，尤其涉及一種泡沫金屬熱管。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件日趨小型化，而晶體管密度卻成倍增加，一塊指甲大小的芯片集成了多達千萬計的晶體管。電子元器件集成度的不斷提高伴隨著高熱量的產(chǎn)生，需要配套更高性能的散熱裝置。因為電子散熱的好壞將直接影響到電子設(shè)備的工作情況，電子元器件的失效率隨溫度的升高呈指數(shù)增長，過熱損壞已成為電子設(shè)備的主要故障形式。如CPU處理器失效問題的55%都是由于過熱引起的；大量的熱量同樣嚴重影響LED照明系統(tǒng)的壽命，甚至導(dǎo)致LED燒毀。因此，為了使電子元器件發(fā)揮最佳性能并保證其可靠性，研究高效實用的電子元器件散熱方法就顯得極為關(guān)鍵。
[0004]熱管是一種把沸騰和凝結(jié)兩種換熱方式結(jié)合在一起的傳熱元件，廣泛應(yīng)用于電子、航空航天等領(lǐng)域，由于熱管的表面積相對固定，吸液管芯作為熱管的一個重要組成部分其結(jié)構(gòu)形式將直接影響到熱管的散熱性能。目前使用的管芯結(jié)構(gòu)有絲網(wǎng)管芯、粉末燒結(jié)管芯、溝槽管芯及組合管芯，但都不同程度的存在滲透率較低、液體回流阻力較大、徑向熱阻較大、工藝重復(fù)性較差的缺點。開孔泡沫金屬是一種新型的多孔材料，具有孔隙率高(可達90%)、比表面積大(2000-10000m2/m3)、相對密度小(僅為固體材料的2%_12%)和導(dǎo)熱性能優(yōu)良(如金屬銅和鋁)的特點。據(jù)報道(制冷學(xué)報，2007, 10 (2): 13)，采用泡沫金屬作為相變儲能裝置填充材料可大大增強儲能裝置的傳熱性能，使得熱量能迅速被相變材料所吸收，其整體效果優(yōu)于翅片。目前泡沫金屬的使用是在熱管周圍填充泡沫金屬取代熱管外表面加焊的翅片，雖然增加了傳熱面積，但仍非常有限未能充分利用泡沫金屬的換熱性能，從而影響其散熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種泡沫金屬熱管，它基于熱管原理、可加快傳熱速度和散熱效率，而且具有降低熱管體積、重量輕、易于規(guī)?；a(chǎn)的特點。
[0006]本實用新型是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種泡沫金屬熱管，它包括熱管殼體、開孔泡沫金屬、相變材料、熱管蒸發(fā)段、熱管冷凝段及熱管絕熱段，其特征是開孔泡沫金屬置于熱管殼體中，在開孔泡沫金屬的孔隙骨架間充有相變材料，熱管的一端為蒸發(fā)段(加熱段)，另一端為冷凝段(冷卻段)，熱管的中部外層設(shè)置有絕熱段，熱管的兩端分別置于換熱環(huán)境的熱端和冷端。當熱管的左端蒸發(fā)段受熱時，開孔泡沫金屬管芯內(nèi)填充的相變材料工作液體受熱蒸發(fā)汽化，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發(fā)潛熱；蒸汽在微小的壓力差下從開孔泡沫金屬的孔隙間及中心通道流向熱管的右端冷凝段，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體；液體在毛細力的作用下再沿泡開孔沫金屬流回蒸發(fā)端，完成一個閉合循環(huán)，并將大量的熱量從蒸發(fā)段傳到冷凝段；如此循環(huán)不止，熱量就能源源不斷由熱管一端傳至另外一端，從而達到散熱的目的。[0007]本實用新型所述的開孔泡沫金屬是通孔率達到90%的開孔泡沫態(tài)，且開孔泡沫金屬與熱管殼體內(nèi)壁是通過釬焊連接的。
[0008]本實用新型所述的泡沫金屬材料主要為泡沫銅和泡沫鋁。
[0009]本實用新型所述的開孔泡沫金屬外形適應(yīng)熱管內(nèi)部形狀，可以加工成圓柱形、橢圓柱形或塊體形，且泡沫金屬有中心通道以助于相變材料的流動。
[0010]本實用新型所述的相變材料主要為液-氣相變材料。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:(1)由于開孔泡沫金屬的孔隙結(jié)構(gòu)是由緊密相連的彎曲細薄金屬骨架和呈連續(xù)三維空間網(wǎng)狀分布且連通的孔洞組成，這些連通性好的孔洞可作為流體的流通通道以實現(xiàn)其間的熱量傳遞，因而相變材料流動阻力小，傳熱速度快；(2)由于開孔泡沫金屬比表面積大，流體和金屬泡沫的熱量交換很充分，而具有良好導(dǎo)熱性能的金屬骨架可以將流體的熱量充分的傳遞出去，因而加快了熱管的散熱效率；(3)由于開孔泡沫金屬重量輕，在同等效率下可以降低熱管的體積，使熱管向結(jié)構(gòu)緊湊、高效輕薄的方向發(fā)展，因而節(jié)省大量金屬材料，降低生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1、熱管殼體；2、開孔泡沫金屬；3、相變材料；4、熱管蒸發(fā)段；5、熱管冷凝段；6、熱管絕熱段。
【具體實施方式】
[0014]如附圖1所示，本實用新型包括熱管殼體1、開孔泡沫金屬2、相變材料3、熱管蒸發(fā)段4、熱管冷凝段5及熱管絕熱段6。開孔泡沫金屬2置于熱管殼體I中，在開孔泡沫金屬2的孔隙骨架間充有相變材料3，熱管的左端為蒸發(fā)段4 (加熱段)，右端為冷凝段5 (冷卻段)，熱管的中部外層設(shè)置有絕熱段6，熱管的兩端分別置于換熱環(huán)境的熱端和冷端。當熱管的左端蒸發(fā)段4受熱時，開孔泡沫金屬2管芯內(nèi)填充的相變材料3工作液體受熱蒸發(fā)汽化，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發(fā)潛熱；蒸汽在微小的壓力差下從開孔泡沫金屬2的孔隙間及中心通道流向熱管的右端冷凝段5，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體；液體在毛細力的作用下再沿開孔泡沫金屬2流回蒸發(fā)端，完成一個閉合循環(huán)，并將大量的熱量從蒸發(fā)段4傳到冷凝段5 ;如此循環(huán)不止，熱量就能源源不斷由熱管一端傳至另外一端，從而達到散熱的目的。
[0015]本實用新型由于開孔泡沫金屬2的孔隙結(jié)構(gòu)是由緊密相連的彎曲細薄金屬骨架和呈連續(xù)三維空間網(wǎng)狀分布且連通的孔洞組成，這些連通性好的孔洞可作為流體的流通通道以實現(xiàn)其間的熱量傳遞，因而相變材料3流動阻力小，傳熱速度快；由于開孔泡沫金屬2比表面積大，流體和金屬泡沫的熱量交換很充分，而具有良好導(dǎo)熱性能的金屬骨架可以將流體的熱量充分的傳遞出去，因而加快了熱管的散熱效率；(3)由于開孔泡沫金屬2重量輕，在同等效率下可以降低熱管的體積，使熱管向結(jié)構(gòu)緊湊、高效輕薄的方向發(fā)展，因而節(jié)省大量金屬材料，降低生產(chǎn)成本。本實用新型適用于CPU處理器、LED光源等電子元器件的散熱，可顯著提高電子元器件的壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種泡沫金屬熱管，它包括熱管殼體、開孔泡沫金屬、相變材料、熱管蒸發(fā)段、熱管冷凝段及熱管絕熱段，其特征在于:開孔泡沫金屬置于熱管殼體中，在開孔泡沫金屬的孔隙骨架間充有相變材料，熱管的一端為蒸發(fā)段，另一端為冷凝段，熱管殼體的中部外層設(shè)置有絕熱段。
2.如權(quán)利要求1所述泡沫金屬熱管，其特征在于:所述的開孔泡沫金屬是通孔率達到90%,且開孔泡沫金屬與熱管殼體內(nèi)壁是通過釬焊連接。
3.如權(quán)利要求1所述泡沫金屬熱管，其特征在于:所述的開孔泡沫金屬外形為圓柱形、橢圓柱形或塊體形，且泡沫金屬中心設(shè)有通道。
【文檔編號】H05K7/20GK203731912SQ201420106148
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】郭連貴, 周青, 郭芳芳, 李紅英, 李芳麗 申請人:江西科技學(xué)院