CN106066130A - 一种斜坡沟槽式平板热管及其制备方法 - Google Patents

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杨旸
谢小柱
胡伟
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Abstract

本发明提出了一种斜坡沟槽式平板热管并公开了其制备方法，包括上铜盖板、下铜盖板和中间铜框架，上铜盖板、下铜盖板相对而置，封装后形成密闭的腔体作为蒸汽通道，腔体内部抽真空后充入适量的液体工质，形成一完整的平板热管。所述腔体的内表面分为蒸发面、冷凝面和绝热面；所述蒸发面、冷凝面和绝热面均刻有沟槽毛细结构，作为液体工质的回流通道；所述蒸发面、冷凝面处于不同高度，故而在绝热面会形成斜坡。本发明结构简单，制作工艺简易，成本低廉，通过构造斜坡，在热管水平放置的情况下，利用重力的辅助作用可有效加速液体工质的回流速度，提高平板热管的传热性能。

Description

一种斜坡沟槽式平板热管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热管，具体是一种斜坡沟槽式平板热管。
背景技术
热管是一种导热性能良好的传热装置，其工作原理是：工质液体在热管蒸发段受热蒸发为蒸汽，蒸汽在微小的压差下流向热管冷凝段，在冷凝段放出热量并凝结成液体，液体通过毛细芯提供的毛细压力下回流到蒸发段，如此循环。热管的传热能力约为铜等高热传导材料的数十甚至数百倍，被广泛地应用在化工、建材、航天航空、冶金、电子器件工程、动力工程等技术领域。
毛细芯是热管的重要组成部分，将直接影响到热管的性能。目前应用较广泛的毛细芯结构有烧结式毛细芯和沟槽式毛细芯。烧结式毛细芯由一定目数的金属粉末烧结在管内壁面，形成与管壁一体的毛细芯，这种毛细芯有较高的毛细抽吸力，较大地改善了径相热阻，但其渗透率较差。沟槽式毛细芯是在管内壁面开轴向细槽以提供毛细压头以及液体回流通道。沟槽式毛细芯加工工艺简单、液体流动阻力较小，但其毛细抽吸力较小。
发明内容
本发明的目的是针对沟槽式毛细芯毛细抽吸力不足的情况，提供一种提高沟槽式热管传热性能的斜坡沟槽式平板热管，利用重力的辅助作用加速液体工质的回流速度，提高平板热管的传热性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种斜坡沟槽式平板热管，包括上铜盖板、下铜盖板和中间铜框架，所述上铜盖板、下铜盖板相对而置，封装后形成密闭的腔体，作为蒸汽通道，腔体内部抽真空后充入适量的液体工质，形成一完整的平板热管。所述腔体的内表面分为蒸发面、冷凝面和绝热面；所述蒸发面、冷凝面和绝热面均刻有沟槽毛细结构，作为液体工质的回流通道；所述蒸发面、冷凝面处于不同高度，故而在绝热面会形成斜坡。
所述冷凝面和所述蒸发面为水平面，所述冷凝面较所述蒸发面处于较高高度。
所述斜坡的坡度不宜过大。
所述沟槽毛细结构沿平板热管长度方向均匀地分布在蒸发面、冷凝面和绝热面上。
所述沟槽毛细结构的截面形状为V形、矩形、梯形或其他不规则形状。
所述液体工质为蒸馏水。
一种斜坡沟槽式平板热管制备方法，包括以下步骤：
(1)利用磨床将上铜盖板、下铜盖板磨削成具有坡度的形状，利用线切割技术加工出一端具有小缺口的铜框架，并将上铜盖板、下铜盖板和铜框架清洗烘干；
(2)将上铜盖板、下铜盖板先后置于激光器工作台，对焦后选择合适的激光参数，借助辅助气体吹气，在上铜盖板、下铜盖板表面加工出具有高深宽比的轴向沟槽结构；
(3)在加工好的铜框架两面均匀涂抹焊锡膏，然后将刻有沟槽的上铜盖板、下铜盖板与铜框架拼接在一起，置于高温炉中，待焊锡膏融化并均匀地覆盖在上铜盖板、下铜盖板与铜框架的接触面后，取出平板热管冷却，待焊锡膏凝固后完成平板热管的封装；
(4)利用抽真空装置通过铜框架上预留的缺口进行抽真空处理，达到真空度要求后停止抽真空，并利用注液管向热管内注入一定量的工质，然后将缺口密封后，完成斜坡沟槽式平板热管的制备。
相比现有技术，本发明的有益效果是：通过构造斜坡，在热管水平放置的情况下，利用重力的辅助作用可有效加速液体工质的回流速度，提高平板热管的传热性能。
附图说明
图1为本发明热管组装整体示意图；
图2为本发明热管下铜盖板斜坡示意图；
图3为本发明热管下铜盖板剖视图；
图中：1、上铜盖板，2、下铜盖板，3、中间铜框架，4、蒸发面，5、绝热面，6、冷凝面，7、沟槽毛细结构，8、斜坡。
具体实施方式
以下结合实施例及附图，对本发明的技术方案作进一步的说明和描述。
实施例一
如图1所示，一种斜坡沟槽式平板热管，包括上铜盖板1、下铜盖板2和中间铜框架3，上铜盖板1、下铜盖板2相对而置，封装后形成密闭的腔体作为蒸汽通道，腔体内部抽真空后充入适量的液体工质，形成一完整的平板热管。所述腔体的内表面分为蒸发面4、冷凝面6和绝热面5；所述蒸发面4、冷凝面6和绝热面5均刻有沟槽毛细结构7，作为液体工质的回流通道；所述蒸发面4、冷凝面6处于不同高度，故而在绝热面会形成斜坡8。通过构造斜坡8，在热管水平放置的情况下，利用重力的辅助作用可有效加速液体工质的回流速度，提高平板热管的传热性能。
如图1至图3所示，本实施例的冷凝面6和蒸发面4为水平面，且冷凝面6较蒸发面4处于较高高度。
本实施例的斜坡8的坡度不宜过大，本实施例的斜坡的坡度为5°左右。
本实施例的沟槽毛细结构7沿平板热管长度方向均匀地分布在蒸发面4、冷凝面6和绝热面5上。
本实施例的沟槽毛细结构7的截面形状可以为V形、矩形、梯形或其他不规则形状，本实施例的沟槽毛细结构的截面形状为矩形。
本实施例的液体工质为蒸馏水。
实施例二
一种如所述的斜坡沟槽式平板热管的制备方法，包括以下步骤：
(1)利用磨床将上铜盖板、下铜盖板磨削成具有坡度的形状，利用线切割技术加工出一端具有小缺口的铜框架，并将上铜盖板、下铜盖板和铜框架清洗烘干；
(2)将上铜盖板、下铜盖板先后置于激光器工作台，对焦后选择合适的激光参数(功率20W、频率40KHZ、扫描速度250mm/s、扫描次数20次)，借助辅助气体吹气，在上铜盖板、下铜盖板表面加工出具有高深宽比(3∶1)的轴向沟槽结构；
(3)在加工好的铜框架两面均匀涂抹焊锡膏，然后将刻有沟槽的上铜盖板、下铜盖板与铜框架拼接在一起，置于高温炉中，待焊锡膏融化并均匀地覆盖在上铜盖板、下铜盖板与铜框架的接触面后，取出平板热管冷却，待焊锡膏凝固后完成平板热管的封装；
(4)利用抽真空装置通过铜框架上预留的缺口进行抽真空处理，达到真空度要求(10-3pa)后停止抽真空，并利用注液管向热管内注入一定量的工质，然后将缺口密封后，完成斜坡沟槽式平板热管的制备。

Claims (7)

1.一种斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：包括上铜盖板(1)、下铜盖板(2)和中间铜框架(3)，上铜盖板(1)、下铜盖板(2)相对而置，封装后形成密闭的腔体，作为蒸汽通道，腔体内部抽真空后充入适量的液体工质，形成一完整的平板热管。所述腔体的内表面分为蒸发面(4)、冷凝面(6)和绝热面(5)；所述蒸发面(4)、冷凝面(6)和绝热面(5)均刻有沟槽毛细结构(7)，作为液体工质的回流通道；所述蒸发面(4)、冷凝面(6)处于不同高度，故而在绝热面(5)会形成斜坡(8)。
2.根据权利要求1所述的斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：所述冷凝面(6)和所述蒸发面(4)为水平面，所述冷凝面(6)较所述蒸发面(4)处于较高高度。
3.根据权利要求1所述的斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：所述斜坡(8)的坡度不宜过大。
4.根据权利要求3所述的斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：所述沟槽毛细结构(7)沿平板热管长度方向均匀地分布在蒸发面(4)、冷凝面(6)和绝热面(5)上。
5.根据权利要求4所述的斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：所述沟槽毛细结构(7)的截面形状为V形、矩形、梯形或其他不规则形状。
6.根据权利要求5所述的斜坡沟槽式平板热管，其特征在于：所述液体工质为蒸馏水。
7.一种斜坡沟槽式平板热管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用磨床将上铜盖板、下铜盖板磨削成具有坡度的形状，利用线切割技术加工出一端具有小缺口的铜框架，然后将上、下铜基板和铜框架清洗烘干；
(2)将上铜盖板、下铜盖板先后置于激光器工作台，对焦后选择合适的激光参数，借助辅助气体吹气，在上铜盖板、下铜盖板表面加工出具有高深宽比的轴向沟槽结构；
(3)在加工好的铜框架两面均匀涂抹焊锡膏，然后将刻有沟槽的上铜盖板、下铜盖板与铜框架拼接在一起，置于高温炉中，待焊锡膏融化并均匀地覆盖在上铜盖板、下铜盖板与铜框架的接触面后，取出平板热管冷却，待焊锡膏凝固后完成平板热管的封装；
(4)利用抽真空装置通过铜框架上预留的缺口进行抽真空处理，达到真空度要求后停止抽真空，并利用注液管向热管内注入一定量的工质，然后将缺口密封，完成斜坡沟槽式平板热管的制备。
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