CN106940148A - 变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，旨在提供一种换热效率高，具有一定通用性、可系列化开发的高效相变热沉，本发明通过下述技术方案予以实现：强化传热结构按阵列分布在相变热沉壳体中，每个变梯度分形点阵夹芯单元按相变热沉热传递与热交换特性，以变梯度V结构作为第一级强化传热结构(4)，并以此为基础，在第一级强化传热结构的变梯度V形端，以形状相同的变梯度V结构逐级递增形成多级强化传热结构，各级强化传热结构比表面积依次呈倍数增加，其中，第一级强化传热结构可将热量快速强化传导至远离热扩散底板的区域，第二级强化传热结构(5)、第三级强化传热结构将热量快速扩散至远离热扩散底板的相变材料完成热交换。

Description

变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉

技术领域

本发明涉及电子设备热控技术领域，主要用于航空、航天、通信等领域电子设备瞬时、短时或周期性散热控制，目的在于提高相变热沉的综合换热效率。

背景技术

随着电子元器件功率的增大,热控设计对保证电子元器件正常工作起着非常重要的作用。电子设备在工作中面临着诸多限制,如工作环境非常恶劣、空间密闭狭小、无法供风供液冷却、体积重量限制、热沉容量不够、外部气动加热等多种苛刻条件，尤其是工作于弹载平台中段和末段的电子设备,其本身面临着更高的工作环境初始温度。封装有相变材料的热沉作为电子器件在高温环境工作条件下的蓄热载体,一方面利用固液相变潜热存储系统吸收电子器件散发的热量,另一方面还要吸收从高温环境传递过来的热量，合理设计相变潜热存储系统就很关键。相变热沉技术就是以热沉总体尺寸、边界条件、热沉和相变材料为约束条件,利用相变材料(Phase Change Material，PCM，通常是一些常压下可在某些电子器件工作温度区段进行固液相转换的材料)的相变潜热吸收一定时段内运行的电子器件(如移动电话、便携式电脑、雷达TR组件)产生的热量,从而对电子器件进行保护的技热控制术。当PCM吸收热量后,其状态变为液态,当环境温度降低后,经过向环境的散热,就可以恢复固态。随着微电子技术的迅速发展,电子设备的集成程度和功率密度不断提高，发热量和耗散功率密度越来越大，热控制问题变得越来越重要，对热管理、热控制技术的要求也更加严格。电子器件特征尺寸不断减小,芯片的集成度、封装密度以及工作频率却不断提高,这就使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长，从而使电子器件的冷却问题变得越来越突出。由于相变热沉技术具有储能密度大、储/释能过程温度恒定、可反复、周期性使用等特点，在航空、航天、通信等领域，特别是在弹载、星载电子设备抗热冲击(瞬时、短时或周期性)散热控制中有着广阔的应用前景。相变热沉一般由图3所示相变材料、封装结构、强化传热结构三部分组成，当电子设备发热(或环境温度上升、承受外界热冲击)致使温度上升时(高于相变温度)，热量经由相变热沉封装壳体热扩散底板(7)进入相变材料，相变材料在温度恒定的情况下发生物相变化(一般是由固相变为液相)，吸收、储存热量；反之，当电子设备停止工作(或环境温度下降、外界热冲击消失)后温度下降(低于相变温度)，相变材料在温度恒定的情况下发生物相变化(一般是由液相变为固相)，释放热量，热量经由相变热沉封装壳体进入周边环境或需要吸热保温的设备，从而解决热量生成和排放在时间、强度及地点上不匹配的问题，确保电子设备在可控的温度环境下可靠工作。航空、航天领域的结构热控设计对热沉的质量、体积与环境适应性有极高要求，使用相变材料(PCM，Phase Change Materials)作为热沉相较于传统的质量热沉其效率高出一个数量级，随着大规模集成电路和功率电子器件的日益普遍应用而得到广泛的应用。

相变材料属于能源材料的分支，是发展相变储能技术的核心和基础。按照成分划分，相变储能材料分为无机类、有机类和混合类。从研究结果来看，不同的相变材料均存在一些缺点。如无机材料相变温度区间广、单位质量潜热大、化学性质稳定，但密度小、导热性能差，在一定程度上制约了其应用。水合盐类材料虽然密度适中、单位质量潜热大，但是由于其化学稳定性差并存在较大的过冷度等缺点，严重制约了水合盐类材料的应用。金属相变材料属于无机类相变材料的范畴，同样存在低温范围内质量潜热低，密度高重量大，相变潜热(单位质量相变材料发生相变时吸收或释放的热量)以及相变温度受到其成分和成分物性的影响较大，热沉制备难度较高等问题。

在常用相变材料存在的各种问题中，导热率较低、制备工艺复杂(需解决填充、相变流动性与热膨胀问题)是限制其广泛应用的瓶颈。因此在相变热沉技术应用研究中，提高综合换热效率，改进制备工艺是最主要的两个方面。

中国专利申请号CN2013206152371公开了“一种基于相变原理的箭载散热冷板”，通过在相变热沉冷板的壳体内部设有多个散热肋片提高换热效率；中国专利申请号CN2016100150807公开了“连续相变热沉热控制单元”，通过在封装壳体封闭腔体的底端加装支撑预紧压板的锥形弹簧，从而在相变过程中将软化熔融的相变材料推挤出热扩散板与相变材料的界面，保持较薄的熔融界面，缩小未相变材料与热扩散板间的距离，实现高效换热；中国专利申请号CN201510618920.4公开了“一种金属纤维多孔骨架复合相变材料热沉及其制造方法”，通过烧结工艺在相变热沉的壳体内部形成金属纤维多孔骨架，孔隙率范围为75％～98％，相变材料采用真空加热灌注的方式填充于金属纤维多孔骨架内部的孔隙中，灌注率为95％～100％，极大地增强了热沉内部相变材料的导热能力；中国专利申请号CN201410468304.0公开了“一种大功率LED多孔相变热沉结构”，该大功率发光二极管(LED)相变热沉作为封装级散热元件,采用挤压成形的周向螺旋状微沟槽和采用冲压成形的放射状径向沟槽组成的三维结构作为蒸发面强化沸腾结构,内壁采用铜粉颗粒烧结而成的毛细芯结构为工质提供循环动力，从而提高相变换热的响应速率，与前述专利有相似的技术特点；中国专利申请号CN201410006850.2公开了“一体化相变热沉大功率LED灯具散热器”，通过在热沉壳体内壁面布置毛细芯，充填混合工质相变材料从而形成平面热管腔的形式提高导热、换热能力；中国专利申请号CN200810029570.8公开了“一种大功率LED相变热沉结构”，通过在热沉壳体内设计多孔沸腾结构，填充低温沸腾传热工质，从而形成热管腔的形式提高导热、换热能力，与前述专利有相似的技术特点；中国专利申请号CN200910093987.5公开了一种“单片式激光二极管微通道相变热沉”，通过在热沉的壳体内布置微通道，通过液冷相变换热的形式提高导热、换热能力。

目前除改进相变材料本身导热性能外，提高相变热沉综合换热效率的技术措施集中在导热增强结构设计方面，主要包括在热沉封装体内加装金属肋片、翅片、丝网、泡沫或网格等如典型的金属网格、泡沫铝、泡沫铜骨架材料，在此过程中同步解决相变热沉的成型、填充、封装制备工艺问题，从而增加热交换面积，加快热量向相变材料传递。其它部分技术措施运用到平面热管腔及微通道，已经不属于严格意义的相变热沉。

以上技术方案所有强化传热结构(肋片、翅片、丝网、泡沫或网格)均在热沉封装体内均匀分布，具有相同的单位体积比表面积(单位体积强化传热结构所具有的表面积)，从而具有相同的传热与散热的热交换能力，靠近图3所示热扩散底板7的强化传热材料利用率高，远离热扩散底板7)的强化传热材料利用率低，工作过程中不能将热量均匀、高效地传导到相变热沉内的所有相变材料中，不同位置的相变材料发生相变具有明显的先后时间差异，因此其综合换热效能提升受到极大的限制。

本发明专利的思想是根据相变热沉的热传递特性，热扩散底板7)附热量大、温度高、热量集中、热流密度高，因此需要将热量尽快强化传导至远离热扩散底板7)的区域，而远离热扩散底板7)的区域热量小、温度低、热量分散，热流密度低，因此重点是将热量快速扩散至周边的相变材料完成热交换，从而确保相变热沉内的所有相变材料相对均匀地吸收或释放热量，不同位置的相变材料尽可能同步发生相变，实现在强化材料填充率相近的情况下明显提升综合换热效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，根据相变热沉热传递与热交换特性，提供一种换热效率高，制造成本可控，质量可靠，能够满足各种机械、电气以及环境条件要求，具有一定通用性、可系列化开发的高效相变热沉，形成一套完整的变梯度分形点阵夹芯强化结构相变热沉。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，包括：封装在相变热沉壳体2中的相变材料1和强化传热结构3，其特征在于：强化传热结构3为变梯度分形点阵夹芯结构，且按阵列分布在相变热沉壳体2中，每个变梯度分形点阵夹芯单元按相变热沉热传递与热交换特性，以变梯度V结构作为第一级强化传热结构4，并以此为基础，在第一级强化传热结构4的变梯度V形端，以形状相同的变梯度V结构逐级递增形成多级强化传热结构，各级强化传热结构比表面积依次呈倍数增加，其中，第一级强化传热结构4可将热量快速强化传导至远离热扩散底板7的区域，第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6可将热量快速扩散至远离热扩散底板7的相变材料1完成热交换，确保相变热沉内的所有相变材料相对均匀地吸收或释放热量。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

综合换热效率高。本发明根据相变热沉热传导与热扩散特性及需求，将相变热沉强化传热结构3设计为变梯度分形点阵夹芯结构，第一级强化传热结构4可将热量快速强化传导至远离热扩散底板7的区域，而第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6通过多级分形之后具有较高的比表面积单位体积强化传热结构所具有的表面积，可将热量快速扩散至远离热扩散底板7的相变材料完成热交换，确保相变热沉内的所有相变材料相对均匀地吸收或释放热量，不同位置的相变材料尽可能同步发生相变，从而在强化材料占比相近的情况下提升综合换热效率。利用相变材料PCM相变蓄热，把电子器件产生的热量及时地转移到相变材料中，有效降低电子器件的工作温度，保证电子器件具有尽可能长的工作时间。结果表明，在强化材料性能参数、占比一致，工况相同的情况下，在PCM融化期间,热控制单元能够有效地减少热源8温度的波动，综合换热效率得到大幅提升。

制造成本低，质量可靠，能够满足各种机械、电气以及环境条件要求。本发明采用相变热沉壳体2、强化传热结构3可以通过金属3D打印(增材制造)技术一体化实现，相变材料1采用真空加热液化灌注的方式充填灌注，充填完成后可用同种材料的充填盖板通过激光焊接的方式完成相变热沉的密封封装，成本一个整体。因此制造技术成熟，成本可控，质量可靠，产品使用维护方便，能够满足各种机械连接性能、电气使用及环境适应性能。

通用性、系列化好，实用性强。本发明可以根据相变热沉散热性能指标要求及允许的尺寸、重量，通过计算确定相变热沉的外形尺寸、内腔尺寸以及热扩散底板7和周边围框、盖板的厚度，开发通用化、系列化的相变热沉货架产品，便于工程化推广应用。具体的，如相变热沉长、宽、高外形尺寸及安装接口可系列化设计，在此基础上对内部强化传热结构的材料、占比、分极梯度、分形方式进行系列化设计，对相变填充材料种类、性能参数进行系列化选型等。

附图说明

为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合典型的应用需求给出一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉(如图3)的最佳实施例，从而使本发明的细节和优点变得更为明显。

图1是本发明典型变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉最佳实施例构造示意图。

图2是图1中强化传热结构3的一个样本单元的详细构造示意图。其中：图2(a)为强化传热结构3的一个样本单元示意图；图2(b)是第一级强化传热结构4的结构示意图；图2(c)是第二级强化传热结构分形分支示意图；图2(d)是第三级强化传热结构分形分支示意图。

图3是一般相变热沉组成示意图。

图中：1相变材料，2相变热沉壳体，3强化传热结构，4第一级强化传热结构，5第二级强化传热结构，6第三级强化传热结构，7热扩散底板，8热源。

在以下结合典型的应用需求给出一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉的最佳实施例。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，包括：封装在相变热沉壳体2中的相变材料1和强化传热结构3，主要由变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉由相变材料1、相变热沉壳体2、强化传热结构3三个部分组成，其中相变热沉壳体2、强化传热结构3通过金属铸造铝合金AlSi10Mg3D打印增材制造技术实现。相变材料1以真空加热液化灌注的方式从相变热沉壳体2底部的灌注口充填灌注，相变材料为石墨基石蜡复合相变材料，充填率为100％，充填完成后用同种材料的充填盖板通过激光焊接的方式完成相变热沉的密封封装。强化传热结构3为变梯度分形点阵夹芯结构，按阵列分布在相变热沉壳体2中，每个变梯度分形点阵夹芯按相变热沉热传递与热交换特性，以变梯度V结构作为第一级强化传热结构4，并以此为基础，在第一级强化传热结构4的变梯度V形端，以形状相同的变梯度V结构逐级递增形成多级强化传热结构，其中，第一级强化传热结构4可将热量快速强化传导至远离热扩散底板7的区域，第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6可将热量快速扩散至远离热扩散底板7的相变材料完成热交换，确保相变热沉内的所有相变材料相对均匀地吸收或释放热量。

根据相变热沉散热性能指标要求确定相变热沉中强化材料占比、相变材料占比，通过计算确定强化传热结构3的截面积，计算公式为：强化传热结构截面积＝相变热沉截面积×强化材料占比；根据相变热沉厚度确定分级梯度，可分为若干级，第一级强化传热结构4的布局、形状和尺寸根据热源8分布规律、强化材料填充率以及分级梯度数量确定。第一级强化传热结构4的布局可以均匀或渐变分布，形状和尺寸可以为2×2、3×2、4×4的方形柱或直径为2、3、4和圆柱,示例为2×2的方形柱,单位mm。

每一级强化传热结构可根据第一级强化传热结构的形状和尺寸以及分级数量选择分形方式，分形越多，各级强化传热结构比表面积差异越大、尺度越小，选择原则是最后一级强化传热结构的尺度应满足金属3D打印等工艺技术参数要求。

根据每一级强化传热结构的分形方式、分布规律确定强化传热结构的生长方向；后续第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6布局、形状和尺寸根据第一级强化传热结构4的布局、形状和尺寸以及分形方式确定，一般可保持布局及形状一致，尺寸按强化传热结构3截面积保持不变或逐渐减小的原则计算确定。为改进或增加各级间的分形自由度，级间节点可以改进设计为球形或进行局部放大处理；根据相变热沉散热性能指标要求及允许的尺寸、重量，可行的成型工艺技术，相变热沉封装结构及强化传热结构材料可以选择不锈钢、铝、铜等；在封装结构的底部或顶部设置若干相变材料充填灌注口，灌注口形状可以为圆柱形或方形沉孔，目的是便于填充与密封；根据强化传热结构分形特征，设置于底部更有利于相变材料的充填灌注；

相变材料的种类根据相变热沉散热性能指标及要求进行选择，只要满足充填灌注工艺要求即可。相变材料一般可选择导热系数0.3W/m.k的普通石蜡或导热系数4.8W/m.k的石墨基石蜡；采用真空加热液化灌注等方式进行相变材料的充填，相变材料的充填率为95％-100％(液态填充时一般可以不考虑热膨胀)；充填完成后用同种材料的充填盖板通过激光焊接、密封胶条加螺装的方式完成相变热沉的密封封装。

参阅图2。变梯度分形点阵夹芯结构样本单元，由第一级强化传热结构4、第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6组成，每一级根据分形方式、分形尺寸、分形角度从热扩散底板7依次向上生长。每一级强化传热结构具有相同的总截面积，但其比表面积单位体积强化传热结构所具有的表面积依次呈图2(a)所示的倍数增加。本实施例中，图2(b)所示的第一级强化传热结构4底面积为2mm×2mm的正方形，自底面起按1分4的分形结构、1mm×1mm的正方形截面向上向外生长，高度达5mm后从第一级强化传热结构4每个分支按按图2(c)所示1分4的分形结构、0.5mm×0.5mm的正方形截面向上向外生长，高度达5mm后,继续从图2(d)所示的第二级强化传热结构5每个分支按1分4的分形结构、0.25mm×0.25mm的正方形截面向上向外生长，直到高度达5mm。

本实施例中，相变热沉内腔强化传热结构体积占比为1/9(约11％)，第二级强化传热结构比表面积是第一级强化传热结构的2倍，第三级强化传热结构比表面积是第二级强化传热结构的2倍，是第一级强化传热结构的4倍。因此不同梯度相同体积的强化传热结构具有不同的比表面积，在热量传导和热量扩散中起到不同的作用，从而实现强化传热结构在相变热沉内腔中的合理分布，提高相变热沉综合换热效率。

实施例1

根据相变热沉散热性能指标要求及允许的尺寸、重量，通过计算确定相变热沉的外形尺寸、内腔尺寸以及热扩散底板7和周边围框、盖板的厚度，本实施例相变热沉外形尺寸为38mm(长)×26mm(宽)×19mm(高)，内腔尺寸为36mm(长)×24mm(宽)×15mm(高),热扩散底板(7)厚3mm，四周边及顶盖板壁厚1mm，内面均匀分布24个变梯度分形点阵夹芯结构样本单元；

实施例2

根据相变热沉散热性能指标要求确定相变热沉中强化材料占比、相变材料占比，通过计算确定强化传热结构3的截面积，计算公式为：强化传热结构截面积＝相变热沉截面积×强化材料占比。本实施例计算确定强化材料占比为1/9(约11％)，相变材料占比为8/9(约89％),因此强化传热结构截面积为96mm²；

实施例3

根据相变热沉厚度确定分级梯度，可分为若干级,本实施例确定分级梯度数量为3,每一梯度高度为5mm；

第一级强化传热结构4的布局、形状和尺寸根据热源8分布规律、强化材料填充率以及分级梯度数量确定,本实施例确定第一级强化传热结构在热扩散底板7上按6mm×6mm的间距均匀分布，截面形状为正方形，尺寸为2mm×2mm；

每一级强化传热结构可根据第一级强化传热结构形状和尺寸以及分级数量选择分形方式，本实施例中，由于第一级强化传热结构在热扩散底板7上的截面形状为2mm×2mm的正方形，因此选择1分4的分形结构；

实施例4

根据每一级强化传热结构的分形方式、分布规律确定强化传热结构的生长方向，本实施例中，由于每一个变梯度分形点阵夹芯结构样本单元占据6mm×6mm的热扩散底板7区域，共分三级且分布均匀，因此按均匀扩散的构造方法，第一级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移1.5mm。同理，第二级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以第一级强化传热结构各分形分支单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移0.75mm；第三级强化传热结构各分形分支的生长方向为：以第二级强化传热结构各分形分支单元中心为原点，向长、宽两个方向各偏移0.375mm。

实施例4

后续第二级强化传热结构5、第三级强化传热结构6布局、形状和尺寸根据第一级强化传热结构4的布局、形状和尺寸以及分形方式确定，本实施例中，第二级强化传热结构、第三级强化传热结构仍然均匀布局、截面形状为正方形，每一级强化传热结构截面积保持不变，因此第一级强化传热结构分形分支尺寸为1mm×1mm，第二级强化传热结构分形分支尺寸为0.5mm×0.5mm，第三级强化传热结构分形分支尺寸为0.25mm×0.25mm，最后一级强化传热结构(即第三级)的尺度满足金属3D打印技术工艺参数要求。

根据相变热沉散热性能指标要求及允许的尺寸、重量，可行的成型工艺技术，相变热沉封装结构及强化传热结构材料可以选择不锈钢、铝、铜等，本实施例中，选择热传导能力较好、适于金属3D打印技术的铸造铝合金AlSi10Mg；

相变材料的充填灌注口可设置于封装结构的底部或顶部，本实施例中，将相变材料的充填灌注口设置于底部，形状为直径4mm的圆柱形沉孔，更有利于相变材料的充填灌注和密封；

相变材料的种类根据相变热沉散热性能指标及要求进行选择，本实施例选择石墨基石蜡，可满足充填灌注工艺要求；

采用真空加热液化灌注的方式充填灌注相变材料，充填率为100％，由于采用液态填充，不再预留热膨胀空隙；

充填完成后用同种铸造铝合金AlSi10Mg的充填盖板通过激光焊接的方式完成相变热沉的密封封装。

其它实施方式。本发明公开的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉除上述具体实施方式外，还可通过更改或优化局部组成部件的设计方案而扩展使用范围。典型的有改变相变热沉整体外形、尺寸、材料、成型工艺；改变强化传热结构布局、分级梯度、截面形状、分形方式及生长方向；在各级采用不同截面形状、不同的强化材料占比、不同分形方式及生长方向的强化传热结构；改变相变热沉中强化材料占比、相变材料占比；改变相变材料种类、充填灌注口设置、充填及密封工艺等。

Claims (10)

1.一种变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，包括：封装在相变热沉壳体(2)中的相变材料(1)和强化传热结构(3)，其特征在于：强化传热结构(3)为变梯度分形点阵夹芯结构，且按阵列分布在相变热沉壳体(2)中，每个变梯度分形点阵夹芯单元按相变热沉热传递与热交换特性，以变梯度V结构作为第一级强化传热结构(4)，并以此为基础，在第一级强化传热结构(4)的变梯度V形端，以形状相同的变梯度V结构逐级递增形成多级强化传热结构，各级强化传热结构比表面积依次呈倍数增加，其中，第一级强化传热结构(4)可将热量快速强化传导至远离热扩散底板(7)的区域，第二级强化传热结构(5)、第三级强化传热结构(6)将热量快速扩散至远离热扩散底板(7)的相变材料(1)完成热交换。

2.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变材料占比，通过计算确定强化传热结构(3)的截面积，计算公式为：强化传热结构截面积＝相变热沉截面积×强化材料占比。

3.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：根据相变热沉厚度确定分级梯度，分为若干级，第一级强化传热结构(4)的布局、形状和尺寸根据热源8分布规律、强化材料填充率以及分级梯度数量确定。

4.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：第一级强化传热结构(4)的布局以均匀或渐变分布，形状和尺寸为2×2、3×2、4×4的方形柱或直径为2、3、4和圆柱,单位mm。

5.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：每一级强化传热结构根据第一级强化传热结构的形状和尺寸以及分级数量选择分形方式，分形越多，各级强化传热结构比表面积差异越大、尺度越小，选择原则是最后一级强化传热结构的尺度应满足金属3D打印工艺技术参数要求。

6.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：第二级强化传热结构(5)、第三级强化传热结构(6)布局、形状和尺寸根据第一级强化传热结构(4)的布局、形状和尺寸以及分形方式确定，保持布局及形状一致，尺寸按强化传热结构(3)截面积保持不变或逐渐减小的原则计算确定。

7.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：变梯度分形点阵夹芯结构由第一级强化传热结构(4)、第二级强化传热结构(5)、第三级强化传热结构(6)组成，每一级根据分形方式、分形尺寸、分形角度从热扩散底板(7)依次向上生长，且每一级强化传热结构具有相同的总截面积。

8.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变热沉内腔强化传热结构体积占比为1/9，第二级强化传热结构比表面积是第一级强化传热结构的2倍，第三级强化传热结构比表面积是第二级强化传热结构的2倍，是第一级强化传热结构的4倍。

9.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变材料(1)以真空加热液化灌注的方式从相变热沉壳体(2)底部的灌注口充填灌注。

10.如权利要求1所述的变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉，其特征在于：相变材料为充填率为95％-100％的石墨基石蜡复合相变材料，充填完成后用同种材料的充填盖板通过激光焊接的方式完成相变热沉的密封封装。