CN106783195A - 一种散热座及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种散热座及其制备工艺，散热座包括本体；所述本体上设有多个用于放置发热件的贯穿孔；所述本体包括具有导热性的基体；所述基体上具有开放性孔隙；所述基体的开放性孔隙内填充有相变材料。本发明吸热、储能效果好，制备工艺简单，制造成本低，能保证发热件的稳定工作。

Description

一种散热座及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种散热件，特别涉及一种散热座及其制备工艺。
背景技术
随着现代技术的发展和环保意识的提升，通过电能进行驱动的装置和设备越来越多。在许多工业运用中，电能通过蓄电池或者超级电容器来储藏和提取。它们的储放电能的过程是可逆的，亦可以进行反复的充电和放电。但是它们在充电或者放电过程中会产生一定的热量。若充电或者放电过程中产生的热量不被及时排除，热量会积累在电池或者电容器内部，导致电池或电容器过热，从而影响电池或电容器的使用效果和使用寿命。在极端情况下，过热的电池或电容器，例如锂离子电池，会发生燃烧、甚至保证，造成安全问题。
因此，必须对大型的蓄电池组或者超级电容器组件进行散热处理。传统的散热处理一般会采用以下几种方式对电池芯或电容器芯直接冷却：1、通过冷却液进行循环冷却；2、通过风冷进行冷却。虽然冷却液的方式的冷却效果好，但冷却成本高，体积质量大，且组装繁琐。而风冷的方式散热效果不好，各芯体之间温差较大。
相变材料能将能量以相变潜热的形式储藏在其载体内，实现能量在不同时空之间的转换。在相变过程中，相变材料与环境进行能量交换，达到控制环境温度和能量利用的目的。相变材料按照相变的方式一般可分为：固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料。固-液相变材料，它在较窄的温度范围内发生相变，潜热较大，而且体积较小。固-液相变材料也是目前广为使用的相变材料。但是相变材料自身存在导热率低，导热性能差，从而导致热量储放速率低。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种吸热、储能效果好的散热座。
实现本发明第一个目的的技术方案是：本发明包括本体；所述本体上设有多个用于放置发热件的贯穿孔；所述本体包括具有导热性的基体；所述基体上具有开放性孔隙；所述基体的开放性孔隙内填充有相变材料。
上述本体上的贯穿孔呈矩形方阵排列。
上述相邻贯穿孔之间的距离为3mm～5mm。
作为变形，上述本体上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔且相邻贯穿孔部分重合；所述所有贯穿孔呈矩形方阵排列。
作为变形，上述本体上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个等距且线性排列的贯穿孔；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔相互错开。
作为变形，上述本体上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔且相邻贯穿孔部分重合；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔相互错开。
上述基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为0.01～1000μm；所述基体的开放性孔隙率为30～90％。
上述相变材料为固-液相变材料石蜡。
本发明的第二个目的是提供一种制备以上散热座的制备工艺，该工艺操作简单，成品率高，且能提高散热座的机械性能。
实现本发明第二个目的的技术方案是：本发明制备散热座的制备工艺包括以下步骤：
A、将具有贯穿孔的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为0.1～20MPa，温度保持在20℃～200℃，保温保压时间为3h～5h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体。
上述步骤a中基体的材质为泡沫状石墨。
上述相变材料为固-液相变材料石蜡。
本发明具有积极的效果：(1)本发明通过基体和相变材料的混合利用，可以实现很好地吸热和储热的效果，保证发热体能在比较小的温度波动中稳定工作，提高发热体的使用寿命；(2)本发明中的贯穿孔可以用于发热体的放置，保证发热体与本体的充分接触，保证本体的吸热效果；(3)本发明的贯穿孔分布在本体上，有利于本体吸热与储热的均匀；(4)本发明中基体的材质为泡沫状石墨，因此基体具有较好的导热性能，把泡沫状石墨和相变材料结合起来，就能克服因相变材料本身导热性能差而造成的热量储放速率低的缺点；(5)本发明将具有开放性孔隙的泡沫状石墨作为骨架，相变材料则被填充在泡沫状石墨的开放性孔隙中，由于开放性孔隙的毛细现象，相变材料被束缚在开放性孔隙中，使其即使处于液态时也不具有流动性，解决了由于相变材料在高温液态时四处流动带来的对其他部件污染的问题，以及相变材料本身由于流动而产生的组元分离造成的性能退化的问题；(6)本发明中泡沫状石墨与相变材料结合形成的复合材料不仅改善了相变材料的导热性能、增强了泡沫状石墨的机械强度，而且使其具有了类似固态相变的某些特征；(7)本发明制备工艺简单，制造成本低，利于推广；(8)本发明利用相变材料高效的吸热和储能特性，通过基体的支撑作用形成固态散热座，并通过基体作为传热介质，保证散热座的吸热、储能性能的同时，也能减少单位热储能费用。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例一的结构示意图；
图3为本发明实施例二的结构示意图；
图4为本发明实施例三的结构示意图；
图5为本发明实施例四的结构示意图。
具体实施方式
(实施例一)
见图1和图2，本发明包括本体1；所述本体1上设有多个用于放置发热件的贯穿孔2；所述本体1包括具有导热性的基体；所述基体上具有开放性孔隙；所述基体的开放性孔隙内填充有相变材料。
所述本体1上的贯穿孔2呈矩形方阵排列。
所述相邻贯穿孔之间的距离为3mm。
所述基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为0.01μm；所述基体的开放性孔隙率为30％。
所述相变材料为固-液相变材料石蜡。
本发明中散热座的制备工艺，包括以下步骤：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为0.1MPa，温度保持在20℃，保温保压时间为3h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
(实施例二)
见图1和图3，本发明中本体1上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个等距且线性排列的贯穿孔2；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔2相互错开；所述相邻贯穿孔之间的距离为5mm。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例三)
见图1和图4，本发明中本体1上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔2且相邻贯穿孔2部分重合；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔2相互错开。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例四)
见图1和图5，本发明中本体1上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔2且相邻贯穿孔2部分重合；所述所有贯穿孔呈矩形方阵排列。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例五)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为0.1μm；所述基体的开放性孔隙率为30％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例六)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为1μm；所述基体的开放性孔隙率为32％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例七)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为10μm；所述基体的开放性孔隙率为40％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例八)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为130μm；所述基体的开放性孔隙率为43％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例九)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为450μm；所述基体的开放性孔隙率为50％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例十)
本发明中基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为1000μm；所述基体的开放性孔隙率为90％。其他技术特征与实施例一相同。其制备方法与实施例一相同。
(实施例十一)
本发明的结构特征与实施例一相同，其制备工艺如下：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为20MPa，温度保持在200℃，保温保压时间为5h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
(实施例十二)
本发明的结构特征与实施例一相同，其制备工艺如下：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为1MPa，温度保持在40℃，保温保压时间为4h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
(实施例十三)
本发明的结构特征与实施例一相同，其制备工艺如下：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为5MPa，温度保持在100℃，保温保压时间为4h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
(实施例十四)
本发明的结构特征与实施例一相同，其制备工艺如下：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为10MPa，温度保持在140℃，保温保压时间为3h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
(实施例十五)
本发明的结构特征与实施例一相同，其制备工艺如下：
A、将具有贯穿孔2的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为15MPa，温度保持在180℃，保温保压时间为5h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔2内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体1。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热座，包括本体(1)；其特征在于：所述本体(1)上设有多个用于放置发热件的贯穿孔(2)；所述本体(1)包括具有导热性的基体；所述基体上具有开放性孔隙；所述基体的开放性孔隙内填充有相变材料。
2.根据权利要求1所述的散热座，其特征在于：所述本体(1)上的贯穿孔(2)呈矩形方阵排列。
3.根据权利要求2所述的散热座，其特征在于：所述相邻贯穿孔之间的距离为3mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的散热座，其特征在于：所述本体(1)上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔(2)且相邻贯穿孔(2)部分重合；所述所有贯穿孔呈矩形方阵排列。
5.根据权利要求1所述的散热座，其特征在于：所述本体(1)上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个等距且线性排列的贯穿孔(2)；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔(2)相互错开。
6.根据权利要求1所述的散热座，其特征在于：所述本体(1)上设有多排平行设置的贯穿孔组；所述贯穿孔组具有多个线性等距排列的贯穿孔(2)且相邻贯穿孔(2)部分重合；所述相邻贯穿孔组的贯穿孔(2)相互错开。
7.根据权利要求1至6其中之一所述的散热座，其特征在于：所述基体的材质为泡沫状石墨，其开放性孔隙直径为0.01～1000μm；所述基体的开放性孔隙率为30～90％。
8.根据权利要求7所述的散热座，其特征在于：所述相变材料为固-液相变材料石蜡。
9.一种散热座的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、将具有贯穿孔(2)的基体放入压力容器中通过压力渗透工艺将相变材料填充满基体的开放性孔隙，其中在压力渗透的过程中：压力范围为0.1～20MPa，温度保持在20℃～200℃，保温保压时间为3h～5h；
B、保温保压完毕后，冷却降压至常温常压；
C、在常温常压下，再加热至相变材料的熔点温度，使得贯穿孔(2)内的相变材料自然流掉；然后冷却至常温，从而制得本体(1)。
10.根据权利要求9所述散热座的制备工艺，其特征在于：所述步骤a中基体的材质为泡沫状石墨；相变材料为固-液相变材料石蜡。
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