CN106482561A - 一种基于二次烧结成型的多支路热管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二次烧结成型的多支路热管及其制备方法。该多支路热管为真空封闭的空间结构，包括多支路管接头（7）、第一支管壳（1）、第二支管壳（2）和密封环状堵头（12）。本发明基于二次烧结成型的多支路热管可按照实际需求增添所需的热管支路数量，具有较高的灵活性，能应用于多个热源的集中散热或一个热源多个冷源强化冷却的情况；本发明基于二次烧结成型的多支路热管采用烧结多孔毛细芯，具有传统烧结式热管优异的传热性能及抗重力性能的特点。本发明采用二次烧结成型制备所述多支路热管，制备过程简单，可大批量的生产，能适应市场的推广应用。

Description

一种基于二次烧结成型的多支路热管及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子散热器件领域，具体涉及一种基于二次烧结成型的多支路热管及其制备方法。

背景技术

近年以来，随着电子器件的功率越来越大，体积越来越小，导致散热仍是急需解决的重点问题之一。热管是一种高热导率的两相相变导热元件，它有着传热快、等温性好、性能稳定、寿命长等诸多优点。基于高效性及良好的灵活性等特点，热管技术仍是解决电子器件散热的有效手段，广泛运用于航天航空技术、太阳能热控技术、余热回收等领域。

目前，大多数的热管主要应用在对单一热源的散热，即一个热源对应着一个冷源。随着微型化及集成度的不断提高，电子设备中热源的数量会越来越多，例如计算机里有GPU及多个CPU、同一PCB板封装有多个大功率芯片等。对于这种多热源系统，传统通常采用多根热管的散热方案。这种传统的散热方案虽然简单方便，但其占用体积较大，空间利用率较低，难以满足高集成器件的微型需求。另一方面，平板热管凭借均匀热通量和热量快速扩散等优点在解决多热源问题上得到重视。平板热管解决多热源散热问题的前提条件是热源需分布在同一平面上，它不适用于热源位置比较分散和空间交错的情况。而对于热源位置分布复杂的情况，环路热管可以充分展现其处理热源位置问题的灵活性优势。环路热管虽然适用于多热源的散热，但其结构复杂，制造难度和成本都较高。综上，多热源的散热问题仍然没有给出真正有效的解决方案。

由此可见，为了适应电子器件未来微型化、多热源化的发展，急需开发一种更为具有灵活性、良好的传热性能的热管运用于多热源器件的散热领域中，从而削弱热问题对电子器件的可靠性和稳定性的影响。

发明内容

本发明的主要目的是针对传统热管难以灵活应用在多热源散热领域上的现象，提出了一种较高毛细压力的、较高空间利用率的、高导热性能的、具有柔性的基于二次烧结成型的多支路热管及其制备方法，以解决传统热管在多热源散热领域上空间利用率低的问题。

本发明通过下述技术方案实现。

一种基于二次烧结成型的多支路热管，包括多支路管接头、第一管壳、第二管壳和密封环状堵头；

所述第一管壳的两端未封闭，所述第二管壳的一端封闭一端未封闭；第一管壳和第二管壳的内壁上均粘附有烧结的多孔毛细层，且多孔毛细层在管壳的未封闭端延伸并形成管壳环状外凸接头；

所述多支路管接头有一密封空腔，多支路管接头的密封空腔内有用于连接管壳环状外凸接头的环状内凹毛细层接头，环状内凹毛细层接头的内凹处底部有贯通的孔，并通过贯通孔的连通，形成多支路环状内凹毛细层接头连通；所述多支路管接头的密封空腔内有二次烧结毛细密封层，所述二次烧结毛细密封层是用于填充密封管壳环状外凸接头对心插入环状内凹毛细层接头并装配连接后，管壳环状外凸接头与多支路管接头的密封空腔内壁间形成的间隙；在二次烧结毛细密封层的上方，密封环状堵头通过与多支路管接头的密封空腔内壁焊接后密封；

所述第一管壳和第二管壳的管壳环状外凸接头的外凸形与环状内凹毛细层接头内凹处的内凹形互补，实现管壳环状外凸接头与环状内凹毛细层接头的精准对接；

两个多支路管接头之间通过一个第一管壳进行连通，多支路管接头的其他接头上各有一个第二管壳连接，形成空间结构；

所述第一管壳、第二管壳的管内和多支路管接头的密封空腔内均填充有液体工质；所述基于二次烧结成型的多支路热管为真空封闭的空间结构。

进一步地，所述第一管壳、第二管壳和多支路管接头的密封空腔的材料为紫铜、铝或不锈钢。

进一步地，所述多支路管接头的结构包括Y型或T型空间结构，相邻接头间的角度根据实际用于情况确定。

更进一步地，所述多支路管接头的接头数量为3个以上。

进一步地，所述液体工质为去离子水、甲醇或乙醇。

进一步地，所述真空的负压为0.0013~1.3Pa。

进一步地，所述多孔毛细层、环状内凹毛细层接头和二次烧结毛细密封层的毛细孔隙率为40%~70%。

制备上述任一项所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，包括如下步骤：

（1）准备用于成型的烧结芯棒，包括第一烧结芯棒和第二烧结芯棒；用于固定的石墨套，包括第一石墨套、第二石墨套和第三石墨套；将第一管壳、第二管壳、多支路管接头的密封空腔、密封环状堵头和烧结芯棒清洗去油；

（2）第一管壳固定于第一石墨套上，再将第一烧结芯棒插入第一管壳的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配；再在第一管壳的另一端套上第二石墨套；在第一烧结芯棒与第一石墨套、第一烧结芯棒与第一管壳及第一烧结芯棒与与第二石墨套的间隙填充金属粉末，直至与第二石墨套的底端面平齐；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了多孔毛细层的第一管壳；

（3）第二管壳固定于第一石墨套，再将第一烧结芯棒插入第二管壳的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配；在第一烧结芯棒与第二管壳及第一烧结芯棒与第一石墨套的间隙填充金属粉末，直至与第二管壳上端面平齐；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了多孔毛细层的第二管壳；

（4）多支路管接头的密封空腔的接头除一个用于填充金属粉末外，其余接头用第三石墨套固定装配，再用第二烧结芯棒贯穿石墨套，用于填充金属粉末的接头处直接插入一个第二烧结芯棒，所有的第二烧结芯棒在多支路管接头的密封空腔的中心处拼接；在多支路管接头的密封空腔内填充金属粉末，再用一个第三石墨套在用于填充金属粉末的接头处压实密封；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到腔内有互相连通环状内凹毛细层接头的多支路管接头；

（5）将烧结得到的第一管壳其中一端的管壳环状外凸接头嵌入多支路管接头的环状内凹毛细层接头进行对心装配，并在第一管壳的管壳环状外凸接头与多支路管接头的密封空腔内壁的间隙填充金属粉末，在填充的金属粉末上方用密封环状堵头压实，焊接密封；烧结得到的第二管壳以同样的方式与多支路管接头连接，得到空间结构多支路管，高温烧结后，得到二次烧结毛细密封层（11），冷却；在一个第二管壳的端头处做抽真空准备，其他第二管壳的端头处进行封闭，最后进行抽真空、灌注液体工质、焊接密封，得到所述基于二次烧结成型的多支路热管。

进一步地，步骤（1）中，所述第一石墨套为内凹不贯通的三阶梯孔石墨套筒，且第一阶梯孔的直径等于第一管壳的外径，第二阶梯孔的直径等于管壳环状外凸接头的外径，第三阶梯孔的直径等于第一烧结芯棒的直径。

进一步地，步骤（1）中，所述第二石墨套为内凹贯通的一阶梯孔石墨套筒，且阶梯孔的直径与第一管壳的外径相等，贯通孔的直径与管壳环状外凸接头的外径相等。

进一步地，步骤（1）中，所述第三石墨套为与环状内凹毛细层接头对应的外凸三阶梯石墨塞，且第一阶梯的直径等于环状内凹毛细层接头的内凹处的内径，第二阶梯的直径等于多支路管接头的密封空腔接口处的腔内径，第三阶梯的直径大于多支路管接头的密封空腔接口处的腔外径。

进一步地，步骤（1）中，所述第一烧结芯棒和第二烧结芯棒的材料为不锈钢、镍基合金或石墨。

进一步地，步骤（1）中，所述第一烧结芯棒长度大于第一管壳和第二管壳的长度，直径小于第一管壳和第二管壳的直径。

进一步地，步骤（1）中，所述第二烧结芯棒长于多支路管接头的密封空腔的各接头长度，直径小于多支路管接头的密封空腔的各接头的直径。

进一步地，步骤（1）中，各烧结芯棒的直径相等。

进一步地，步骤（4）中，所述金属粉末的粒径为25~100μm。

进一步地，步骤（2）~（5）中，所述高温烧结是在保护气体气氛下850-950℃烧结1-3小时。

更进一步地，所述保护气体为氮气、氩气或氢气。

进一步地，步骤（2）、（3）、（5）中，所述金属粉末的粒径范围为50~125μm。

进一步地，步骤（2）~（5）中所述金属粉末为铜金属粉末、铝金属粉末或镍合金粉末。

相对于现有技术，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）与传统热管不同，本发明的基于二次烧结成型的多支路热管可按照实际需求增添所需的热管支路数量，具有较高的灵活性，能应用于多个热源的集中散热或一个热源多个冷源强化冷却的情况。

（2）本发明的基于二次烧结成型的多支路热管，由于公用一条或多条支路进行传热，可大大减小散热所需的空间，能适应未来电子器件的微型化多热源化的发展要求。

（3）本发明的基于二次烧结成型的多支路热管采用烧结多孔毛细芯，具有传统烧结式热管优异的传热性能及抗重力性能的特点。

（4）本发明制备过程简单，可大批量的生产，能适应市场的推广应用。

附图说明

图1为本发明基于二次烧结成型的双Y型多支路热管的剖视图。

图2为实施例1中第一管壳的剖视图。

图3为实施例1中第一管壳装配过程的剖视图。

图4为实施例1中第一管壳填充金属粉末过程的剖视图。

图5为实施例1中第一管壳烧结完成后的剖视图。

图6为实施例1中第二管壳的剖视图。

图7为实施例1中第二管壳装配过程的剖视图。

图8为实施例1中第二管壳填充金属粉末过程的剖视图。

图9为实施例1中第二管壳烧结完成后的剖视图。

图10为实施例1中多支路管接头的密封空腔的剖视图。

图11为实施例1中多支路管接头的密封空腔用第三石墨套及第二烧结芯棒安装过程的剖视图。

图12为实施例1中多支路管接头的密封空腔内填充金属粉末及第三石墨套安装密封的剖视图。

图13为实施例1中Y型结构多支路管接头的剖视图。

图14为实施例1中第一管壳与多支路管接头的插接装配过程的剖视图。

图15为实施例1中第一管壳的管壳环状外凸接头与多支路管接头的密封空腔内壁的间隙填充金属粉末过程的剖视图。

图16为实施例1中二次填充金属粉末上方安装焊接密封环状堵头过程的剖视图。

附图中：1-第一管壳；2-第二管壳；3-第一石墨套；4-第二石墨套；5-第一烧结芯棒；6-多孔毛细层；7-多支路管接头；8-第三石墨套；9-第二烧结芯棒；10-多孔毛细层连接头；11-二次烧结多孔毛细层；12-密封环状堵头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

本发明一种多支路管接头为3接头的，基于二次烧结成型的双Y型多支路热管的剖视图如图1所示，包括多支路管接头7、第一管壳1、第二管壳2、密封环状堵头12；

第一管壳1的两端未封闭，第二管壳2的一端封闭一端未封闭；第一管壳1和第二管壳2的内壁上均粘附有烧结的多孔毛细层6，且多孔毛细层6在管壳的未封闭端延伸并形成管壳环状外凸接头；

多支路管接头7有一密封空腔，多支路管接头7的密封空腔内有用于连接管壳环状外凸接头的环状内凹毛细层接头10，环状内凹毛细层接头10的内凹处底部有贯通的孔，并通过贯通孔的连通，形成多支路环状内凹毛细层接头连通；多支路管接头7的密封空腔内有二次烧结毛细密封层11，二次烧结毛细密封层11是用于填充密封管壳环状外凸接头对心插入环状内凹毛细层接头10并装配连接后，管壳环状外凸接头与多支路管接头7的密封空腔内壁间形成的间隙；在二次烧结毛细密封层11的上方，密封环状堵头12通过与多支路管接头7的密封空腔内壁焊接后密封；

第一管壳1和第二管壳2的管壳环状外凸接头的外凸形与环状内凹毛细层接头10内凹处的内凹形互补，实现管壳环状外凸接头与环状内凹毛细层接头10的精准对接；

多孔毛细层6、环状内凹毛细层接头10和二次烧结毛细密封层11的毛细孔隙率为40%~70%；

两个多支路管接头7之间通过一个第一管壳1进行连通，多支路管接头7的其他接头上各有一个第二管壳2连接，形成双Y型空间结构；

第一管壳1、第二管壳2的管内和多支路管接头7的密封空腔内均填充有液体工质；多支路管接头7的结构为Y型空间结构；多支路管接头7的接头数量为3个，相邻接头间角度为120°；基于二次烧结成型的双Y型多支路热管为真空负压为0.0013~1.3Pa的封闭空间结构。

实施例1

制备上述一种基于二次烧结成型的多支路管接头为3接头的，双Y型空间多支路热管的：

（1）准备用于成型的烧结芯棒，包括第一烧结芯棒5和第二烧结芯棒9；用于固定的石墨套，包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8；将第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔、密封环状堵头12和烧结芯棒清洗去油；

第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔的材料为紫铜；

第一管壳1的剖视图如图2所示；

第一石墨套为内凹不贯通的三阶梯孔石墨套筒，且第一阶梯孔的直径等于第一管壳1的外径，第二阶梯孔的直径等于管壳环状外凸接头的外径，第三阶梯孔的直径等于第一烧结芯棒的直径；所述第二石墨套为内凹贯通的一阶梯孔石墨套筒，且阶梯孔的直径与第一管壳1的外径相等，贯通孔的直径与管壳环状外凸接头的外径相等；所述第三石墨套为与环状内凹毛细层接头10对应的外凸三阶梯石墨塞，且第一阶梯的直径等于环状内凹毛细层接头10的内凹处的内径，第二阶梯的直径等于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔内径，第三阶梯的直径大于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔外径。

第一烧结芯棒和第二烧结芯棒的材料为石墨；所述第一烧结芯棒长度大于第一管壳1和第二管壳2的长度，直径小于第一管壳1和第二管壳2的直径；所述第二烧结芯棒长于多支路管接头7的密封空腔的各接头长度，直径小于多支路管接头7的密封空腔的各接头的直径；各烧结芯棒的直径相等。

（2）第一管壳1固定于第一石墨套上，再将第一烧结芯棒插入第一管壳1的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图3所示；再在第一管壳1的另一端套上第二石墨套；在第一烧结芯棒与第一石墨套、第一烧结芯棒与第一管壳1及第一烧结芯棒与第二石墨套的间隙填充75-100μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二石墨套的底端面平齐，填充金属粉末过程的剖视图如图4所示；在氢气气氛下，900℃高温烧结2小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为60%多孔毛细层6的第一管壳1，烧结后的第一管壳1的剖视图如图5所示；

（3）第二管壳2的剖视图如图6所示；将第二管壳2固定于第一石墨套，再将第一烧结芯棒插入第二管壳2的中心处直达第一石墨套的进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图7所示；在第一烧结芯棒与第二管壳2及第一烧结芯棒与第一石墨套的间隙填充75-100μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二管壳2上端面平齐，填充过程的剖视图如图8所示；在氢气气氛下，900℃高温烧结2小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为60%多孔毛细层6的第二管壳2，烧结后的第二管壳2的剖视图如图9所示；

（4）多支路管接头7的密封空腔的剖视图如图10所示；用第三石墨套8通过对心固定装配在多支路管接头7的密封空腔其中的两个接头，三个第二烧结芯棒9之间成120°安装在多支路管接头7的密封空腔的中心处，装配的剖视图如图11所示；将粒径为50-75μm的紫铜金属粉末填入到多支路管接头7的密封空腔内，再用第三石墨套8从第三个接头进行压实封闭，填充过程的剖视图如图12所示；在氢气气氛下，900℃高温烧结2小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到腔内有互相连通的孔隙率为50%的环状内凹毛细层接头10的Y型结构多支路管接头；Y型结构多支路管接头的剖视图如图13所示；

（5）将烧结得到的第一管壳1其中一端的管壳环状外凸接头嵌入多支路管接头7的环状内凹毛细层接头10进行对心装配，装配过程的剖视图如图14所示；并在第一管壳1的管壳环状外凸接头与多支路管接头7的密封空腔内壁的间隙填充50-75μm范围大小的紫铜金属粉末，填充过程如图15所示；在填充的金属粉末上方用密封环状堵头12压实，焊接密封，焊接过程如图16所示；烧结得到的第二管壳2以同样的方式与多支路管接头7连接，得到双Y型空间结构多支路管，氢气气氛下，900℃高温烧结2小时后，冷却至室温，得到二次烧结毛细密封层11；在一个第二管壳2的端头处做抽真空准备，其他第二管壳2的端头处进行封闭，最后进行抽0.13Pa负压的真空、灌注去离子水液体工质、焊接密封，得到基于二次烧结成型的双Y型空间结构多支路热管。

制得的双Y型空间结构多支路热管传热性能优异，可在抗重力环境运行，用于多热源电子器件的散热，节省78%的散热空间，利于微型化的发展。

实施例2

制备上述一种基于二次烧结成型的多支路管接头为3接头的，双Y型空间多支路热管的：

（1）准备用于成型的烧结芯棒，包括第一烧结芯棒5和第二烧结芯棒9；用于固定的石墨套，包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8；将第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔、密封环状堵头12和烧结芯棒清洗去油；

第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔的材料为紫铜；

第一管壳1的剖视图如图2所示；

第一石墨套为内凹不贯通的三阶梯孔石墨套筒，且第一阶梯孔的直径等于第一管壳1的外径，第二阶梯孔的直径等于管壳环状外凸接头的外径，第三阶梯孔的直径等于第一烧结芯棒的直径；所述第二石墨套为内凹贯通的一阶梯孔石墨套筒，且阶梯孔的直径与第一管壳1的外径相等，贯通孔的直径与管壳环状外凸接头的外径相等；所述第三石墨套为与环状内凹毛细层接头10对应的外凸三阶梯石墨塞，且第一阶梯的直径等于环状内凹毛细层接头10的内凹处的内径，第二阶梯的直径等于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔内径，第三阶梯的直径大于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔外径。

第一烧结芯棒和第二烧结芯棒的材料为石墨；所述第一烧结芯棒长度大于第一管壳1和第二管壳2的长度，直径小于第一管壳1和第二管壳2的直径；所述第二烧结芯棒长于多支路管接头7的密封空腔的各接头长度，直径小于多支路管接头7的密封空腔的各接头的直径；各烧结芯棒的直径相等。

（2）第一管壳1固定于第一石墨套上，再将第一烧结芯棒插入第一管壳1的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图3所示；再在第一管壳1的另一端套上第二石墨套；在第一烧结芯棒与第一石墨套、第一烧结芯棒与第一管壳1及第一烧结芯棒与第二石墨套的间隙填充100-125μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二石墨套的底端面平齐，填充金属粉末过程的剖视图如图4所示；在氢气气氛下，950℃高温烧结1小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为70%多孔毛细层6的第一管壳1，烧结后的第一管壳1的剖视图如图5所示；

（3）第二管壳2的剖视图如图6所示；将第二管壳2固定于第一石墨套，再将第一烧结芯棒插入第二管壳2的中心处直达第一石墨套的进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图7所示；在第一烧结芯棒与第二管壳2及第一烧结芯棒与第一石墨套的间隙填充100-125μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二管壳2上端面平齐，填充过程的剖视图如图8所示；在氢气气氛下，950℃高温烧结1小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为70%多孔毛细层6的第二管壳2，烧结后的第二管壳2的剖视图如图9所示；

（4）多支路管接头7的密封空腔的剖视图如图10所示；用第三石墨套8通过对心固定装配在多支路管接头7的密封空腔其中的两个接头，三个第二烧结芯棒9之间成120°安装在多支路管接头7的密封空腔的中心处，装配的剖视图如图11所示；将粒径为25-50μm的紫铜金属粉末填入到多支路管接头7的密封空腔内，再用第三石墨套8从第三个接头进行压实封闭，填充过程的剖视图如图12所示；在氢气气氛下，950℃高温烧结1小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到腔内有互相连通的孔隙率为40%的环状内凹毛细层接头10的Y型结构多支路管接头；Y型结构多支路管接头的剖视图如图13所示；

（5）将烧结得到的第一管壳1其中一端的管壳环状外凸接头嵌入多支路管接头7的环状内凹毛细层接头10进行对心装配，装配过程的剖视图如图14所示；并在第一管壳1的管壳环状外凸接头与多支路管接头7的密封空腔内壁的间隙填充100-125μm范围大小的紫铜金属粉末，填充过程如图15所示；在填充的金属粉末上方用密封环状堵头12压实，焊接密封，焊接过程如图16所示；烧结得到的第二管壳2以同样的方式与多支路管接头7连接，得到双Y型空间结构多支路管，氢气气氛下，950℃高温烧结1小时后，冷却至室温，得到二次烧结毛细密封层11；在一个第二管壳2的端头处做抽真空准备，其他第二管壳2的端头处进行封闭，最后进行抽0.0013Pa负压的真空、灌注去离子水液体工质、焊接密封，得到基于二次烧结成型的双Y型空间结构多支路热管。

制得的双Y型空间结构多支路热管传热性能优异，可在抗重力环境运行，用于多热源电子器件的散热，节省77%的散热空间，利于微型化的发展。

实施例3

制备上述一种基于二次烧结成型的多支路管接头为3接头的，双Y型空间多支路热管的：

（1）准备用于成型的烧结芯棒，包括第一烧结芯棒5和第二烧结芯棒9；用于固定的石墨套，包括第一石墨套3、第二石墨套4和第三石墨套8；将第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔、密封环状堵头12和烧结芯棒清洗去油；

第一管壳1、第二管壳2、多支路管接头7的密封空腔的材料为紫铜；

第一管壳1的剖视图如图2所示；

第一石墨套为内凹不贯通的三阶梯孔石墨套筒，且第一阶梯孔的直径等于第一管壳1的外径，第二阶梯孔的直径等于管壳环状外凸接头的外径，第三阶梯孔的直径等于第一烧结芯棒的直径；所述第二石墨套为内凹贯通的一阶梯孔石墨套筒，且阶梯孔的直径与第一管壳1的外径相等，贯通孔的直径与管壳环状外凸接头的外径相等；所述第三石墨套为与环状内凹毛细层接头10对应的外凸三阶梯石墨塞，且第一阶梯的直径等于环状内凹毛细层接头10的内凹处的内径，第二阶梯的直径等于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔内径，第三阶梯的直径大于多支路管接头7的密封空腔接口处的腔外径。

第一烧结芯棒和第二烧结芯棒的材料为石墨；所述第一烧结芯棒长度大于第一管壳1和第二管壳2的长度，直径小于第一管壳1和第二管壳2的直径；所述第二烧结芯棒长于多支路管接头7的密封空腔的各接头长度，直径小于多支路管接头7的密封空腔的各接头的直径；各烧结芯棒的直径相等。

（2）第一管壳1固定于第一石墨套上，再将第一烧结芯棒插入第一管壳1的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图3所示；再在第一管壳1的另一端套上第二石墨套；在第一烧结芯棒与第一石墨套、第一烧结芯棒与第一管壳1及第一烧结芯棒与第二石墨套的间隙填充50-75μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二石墨套的底端面平齐，填充金属粉末过程的剖视图如图4所示；在氢气气氛下，850℃高温烧结3小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为40%多孔毛细层6的第一管壳1，烧结后的第一管壳1的剖视图如图5所示；

（3）第二管壳2的剖视图如图6所示；将第二管壳2固定于第一石墨套，再将第一烧结芯棒插入第二管壳2的中心处直达第一石墨套的进行对心固定装配，装配过程的剖视图如图7所示；在第一烧结芯棒与第二管壳2及第一烧结芯棒与第一石墨套的间隙填充50-75μm范围大小的紫铜金属粉末，直至与第二管壳2上端面平齐，填充过程的剖视图如图8所示；在氢气气氛下，850℃高温烧结3小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了孔隙率为50%多孔毛细层6的第二管壳2，烧结后的第二管壳2的剖视图如图9所示；

（4）多支路管接头7的密封空腔的剖视图如图10所示；用第三石墨套8通过对心固定装配在多支路管接头7的密封空腔其中的两个接头，三个第二烧结芯棒9之间成120°安装在多支路管接头7的密封空腔的中心处，装配的剖视图如图11所示；将粒径为75-100μm的紫铜金属粉末填入到多支路管接头7的密封空腔内，再用第三石墨套8从第三个接头进行压实封闭，填充过程的剖视图如图12所示；在氢气气氛下，850℃高温烧结3小时，冷却至室温，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到腔内有互相连通的孔隙率为60%的环状内凹毛细层接头10的Y型结构多支路管接头；Y型结构多支路管接头的剖视图如图13所示；

（5）将烧结得到的第一管壳1其中一端的管壳环状外凸接头嵌入多支路管接头7的环状内凹毛细层接头10进行对心装配，装配过程的剖视图如图14所示；并在第一管壳1的管壳环状外凸接头与多支路管接头7的密封空腔内壁的间隙填充75-100μm范围大小的紫铜金属粉末，填充过程如图15所示；在填充的金属粉末上方用密封环状堵头12压实，焊接密封，焊接过程如图16所示；烧结得到的第二管壳2以同样的方式与多支路管接头7连接，得到双Y型空间结构多支路管，氢气气氛下，850℃高温烧结3小时后，冷却至室温，得到二次烧结毛细密封层11；在一个第二管壳2的端头处做抽真空准备，其他第二管壳2的端头处进行封闭，最后进行抽1.3Pa负压的真空、灌注去离子水液体工质、焊接密封，得到基于二次烧结成型的双Y型空间结构多支路热管。

制得的双Y型空间结构多支路热管传热性能优异，可在抗重力环境运行，用于多热源电子器件的散热，节省75%的散热空间，利于微型化的发展。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于二次烧结成型的多支路热管，其特征在于，包括多支路管接头（7）、第一管壳（1）、第二管壳（2）和密封环状堵头（12）；

所述第一管壳（1）的两端未封闭，所述第二管壳（2）的一端封闭一端未封闭；第一管壳（1）和第二管壳（2）的内壁上均粘附有烧结的多孔毛细层（6），且多孔毛细层（6）在管壳的未封闭端延伸并形成管壳环状外凸接头；

所述多支路管接头（7）有一密封空腔，多支路管接头（7）的密封空腔内有用于连接管壳环状外凸接头的环状内凹毛细层接头（10），环状内凹毛细层接头（10）的内凹处底部有贯通孔，并通过贯通孔的连通，形成多支路环状内凹毛细层接头连通；所述多支路管接头（7）的密封空腔内有二次烧结毛细密封层（11），所述二次烧结毛细密封层（11）是用于填充密封管壳环状外凸接头对心插入环状内凹毛细层接头（10）并装配连接后，管壳环状外凸接头与多支路管接头（7）的密封空腔内壁间形成的间隙；在二次烧结毛细密封层（11）的上方，密封环状堵头（12）通过与多支路管接头（7）的密封空腔内壁焊接后密封；

所述第一管壳（1）和第二管壳（2）的管壳环状外凸接头的外凸形与环状内凹毛细层接头（10）内凹处的内凹形互补，实现管壳环状外凸接头与环状内凹毛细层接头（10）的精准对接；

两个多支路管接头（7）之间通过一个第一管壳（1）进行连通，多支路管接头（7）的其他接头上各有一个第二管壳（2）连接，形成空间结构；

所述第一管壳（1）、第二管壳（2）的管内和多支路管接头（7）的密封空腔内均填充有液体工质；所述基于二次烧结成型的多支路热管为真空封闭的空间结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管，其特征在于，所述第一管壳（1）、第二管壳（2）和多支路管接头（7）的密封空腔的材料为紫铜、铝或不锈钢；所述多支路管接头（7）的接头数量为3个以上。

3.根据权利要求1所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管，其特征在于，所述多支路管接头（7）的结构包括Y型或T型空间结构，相邻接头间的角度根据实际应用情况确定；所述液体工质为去离子水、甲醇或乙醇；所述真空的负压为0.0013~1.3Pa；所述多孔毛细层（6）、环状内凹毛细层接头（10）和二次烧结毛细密封层（11）的毛细孔隙率为40%~70%。

4.权利要求1~3任一项所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）准备用于成型的烧结芯棒，包括第一烧结芯棒和第二烧结芯棒；用于固定的石墨套，包括第一石墨套、第二石墨套和第三石墨套；将第一管壳（1）、第二管壳（2）、多支路管接头（7）的密封空腔、密封环状堵头（12）和烧结芯棒清洗去油；

（2）第一管壳（1）固定于第一石墨套上，再将第一烧结芯棒插入第一管壳（1）的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配；再在第一管壳（1）的另一端套上第二石墨套；在第一烧结芯棒与第一石墨套、第一烧结芯棒与第一管壳（1）及第一烧结芯棒与第二石墨套的间隙填充金属粉末，直至与第二石墨套的底端面平齐；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了多孔毛细层（6）的第一管壳（1）；

（3）第二管壳（2）固定于第一石墨套，再将第一烧结芯棒插入第二管壳（2）的中心处直达第一石墨套进行对心固定装配；在第一烧结芯棒与第二管壳（2）及第一烧结芯棒与第一石墨套的间隙填充金属粉末，直至与第二管壳（2）上端面平齐；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到管壳内壁上粘附了多孔毛细层（6）的第二管壳（2）；

（4）多支路管接头（7）的密封空腔的接头除一个用于填充金属粉末外，其余接头用第三石墨套固定装配，再用第二烧结芯棒贯穿石墨套，用于填充金属粉末的接头处直接插入一个第二烧结芯棒，所有的第二烧结芯棒在多支路管接头（7）的密封空腔的中心处拼接；在多支路管接头（7）的密封空腔内填充金属粉末，再用一个第三石墨套在用于填充金属粉末的接头处压实密封；高温烧结后，冷却，取走石墨套和抽出烧结芯棒，得到腔内有互相连通环状内凹毛细层接头（10）的多支路管接头（7）；

（5）将烧结得到的第一管壳（1）其中一端的管壳环状外凸接头嵌入多支路管接头（7）的环状内凹毛细层接头（10）进行对心装配，并在第一管壳（1）的管壳环状外凸接头与多支路管接头（7）的密封空腔内壁的间隙填充金属粉末，在填充的金属粉末上方用密封环状堵头（12）压实，焊接密封；烧结得到的第二管壳（2）以同样的方式与多支路管接头（7）连接，得到空间结构多支路管；高温烧结后，得到二次烧结毛细密封层（11），冷却；在一个第二管壳（2）的端头处做抽真空准备，其他第二管壳（2）的端头处进行封闭，最后进行抽真空、灌注液体工质、焊接密封，得到所述基于二次烧结成型的多支路热管。

5.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一石墨套为内凹不贯通的三阶梯孔石墨套筒，且第一阶梯孔的直径等于第一管壳（1）的外径，第二阶梯孔的直径等于管壳环状外凸接头的外径，第三阶梯孔的直径等于第一烧结芯棒的直径；所述第二石墨套为内凹贯通的一阶梯孔石墨套筒，且阶梯孔的直径与第一管壳（1）的外径相等，贯通孔的直径与管壳环状外凸接头的外径相等；所述第三石墨套为与环状内凹毛细层接头（10）对应的外凸三阶梯石墨塞，且第一阶梯的直径等于环状内凹毛细层接头（10）的内凹处的内径，第二阶梯的直径等于多支路管接头（7）的密封空腔接口处的腔内径，第三阶梯的直径大于多支路管接头（7）的密封空腔接口处的腔外径。

6.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一烧结芯棒和第二烧结芯棒的材料为不锈钢、镍基合金或石墨；所述第一烧结芯棒长度大于第一管壳（1）和第二管壳（2）的长度，直径小于第一管壳（1）和第二管壳（2）的直径；所述第二烧结芯棒长于多支路管接头（7）的密封空腔的各接头长度；直径小于多支路管接头（7）的密封空腔的各接头的直径；各烧结芯棒的直径相等。

7.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述金属粉末的粒径为25~100μm。

8.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（2）~（5）中，所述高温烧结是在保护气体气氛下850-950℃烧结1-3小时；所述保护气体为氮气、氩气或氢气。

9.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（2）、（3）、（5）中，所述金属粉末的粒径范围为50~125μm。

10.根据权利要求4所述的一种基于二次烧结成型的多支路热管的制备方法，其特征在于，步骤（2）~（5）中所述金属粉末为铜金属粉末、铝金属粉末或镍合金粉末。