CN107062964B - 具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法。该方法将金属纤维束吸液芯引入至预成型的多通道铝平板通道内，通过整平压扁扣压，密封，灌注工作液体，得到厚度为1‑2mm的高毛细率超薄多通道铝平板热管。本发明有效降低了在超薄热管管腔内部引入纤维束吸液芯的难度，通过对铝平板热管预成型体进行压扁可得到超薄的铝平板热管；被通道内部定位凸台扣压贴紧通道内壁的纤维束吸液芯具有很高的毛细极限，可大大增强铝平板热管工作液体输送能力和速度，提高铝平板热管抗重力传热性能，扩大铝平板热管的使用范围。

Description

具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法
技术领域
本发明涉及多通道铝平板热管的制备方法，具体涉及具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法。
背景技术
随着电子设备的广泛社会需求，电子芯片热流密度急剧增加及有效散热空间日益狭小，具有高导热率、高可靠性、热响应快、散热面积大等特点的扁平热管已经成为电子元器件散热系统优化的理想方法。现有扁平热管技术中铝平板热管以占用空间小、换热效率高和散热面积大等特点在这些狭小空间的电子产品，特别是在LED显示器件的散热系统中得到广泛应用。但是传统的铝平板热管内壁多为光滑内壁或具有挤压成型的光滑沟槽，其毛细极限均非常小，在水平方向工作时毛细作用十分有限，工作液体无法及时回流，这导致现有铝平板热管的使用场合受限，安装方式不够灵活，仅能在重力辅助下运行。
现有技术中，通过拉削造槽或者烧结粉末金属虽然能显著提高吸液芯的毛细性能，但限于拉削刀具的尺寸、铝粉末烧结的难度以及铝平板热管厚度方面的要求，使得传统热管制造方法难以在厚度超薄的管腔内部制备毛细吸液芯结构，难以制造出具有优良毛细性能的超薄铝平板热管。因此，提出一种高毛细率的超薄多通道铝平板热管的新型加工方法对于提高铝平板热管的散热能力和抗重力性能，扩大铝平板热管的适用领域如LED显示器件散热等领域具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服传统热管制造方法难以在超薄的铝平板热管管腔内部制造复杂吸液芯结构的缺点，提供了一种预成型多通道铝平板热管引入和扣压纤维束加工方法。该方法降低了在超薄热管管腔内部引入纤维束吸液芯的难度，为加工具有优良毛细性能的超薄多通道铝平板热管提供了可行的加工方法，解决了传统铝平板热管散热能力不足，仅能靠重力辅助运行的问题。
本发明目的通过如下技术方案实现。
具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，包括如下步骤：
（1）使用挤压模具预成型得到各通道腔体内部具有定位凸台的多通道铝平板热管预成型体；
（2）将制备好的金属纤维束吸液芯分别引入至多通道铝平板热管预成型体各通道的定位凸台之间；
（3）采用整平压扁模具对放置了金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管预成型体进行整平压扁，得到具有金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管主体；
（4）对多通道铝平板热管主体进行抽真空、灌注工作液体并冷压焊封口，得到所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管。
进一步地，步骤（1）中，所述多通道铝平板热管预成型体具有相互独立、并行排列的多通道，且通道间通过加强筋隔离。
更进一步地，步骤（1）中，所述多通道铝平板热管预成型体的各通道是横截面形状呈上下边为椭圆弧、左右边为直线的鼓形腔。
进一步地，步骤（1）中，所述定位凸台位于多通道铝平板热管预成型体的各通道的内壁上，用于固定金属纤维束吸液芯。
进一步地，步骤（1）中，所述定位凸台成对存在，且至少存在一对，成对的两个定位凸台之间成左右或上下对称，一对定位凸台固定一个金属纤维束吸液芯。
进一步地，步骤（2）中，所述金属纤维束吸液芯是由多根金属纤维相互拧结、交织在一起，呈麻花状结构。
进一步地，步骤（2）中，所述金属纤维束吸液芯的材料采用铜、铝或不锈钢。
进一步地，步骤（2）中，所述金属纤维束吸液芯采用多孔泡沫金属或金属烧结毡替代。
更进一步地，步骤（2）中，所述多孔泡沫金属或金属烧结毡的材料包括铜、镍、铝或不锈钢。
进一步地，步骤（3）中，所述整平压扁模具分为上模和下模，上模与下模合模后的中部为中空内腔，所述多通道铝平板热管主体与所述中空内腔的形状大小互补。
进一步地，步骤（3）中，整平压扁过程中，定位凸台对引入的纤维束吸液芯具有扣压作用，将金属纤维束吸液芯压紧至紧贴通道内壁。
进一步地，步骤（4）中，所述工作液体包括丙酮、HFE-7100氟化液、三氟氯丙烯或四氟乙烷。
进一步地，所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管包括截面形状呈矩形的多通道铝平板热管主体、扣压于通道内部的金属纤维束吸液芯；所述多通道铝平板热管主体的厚度为1~2mm，包括多个相互独立且并行排列的横截面呈矩形的通道；所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的两端密封，内部灌注工作液体。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明的多通道铝平板热管预成型体采用铝材制作，结构简易，可通过简单挤压成型得到具有所需内部特征的预成型体；
（2）本发明的多通道铝平板热管预成型体的鼓形腔结构有利于降低在超薄热管管腔内部引入纤维束吸液芯的难度，整平压扁得到厚度低至1~2mm的超薄多通道铝平板热管；
（3）本发明的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管中，被通道内部定位凸台扣压贴紧通道内壁的金属纤维束吸液芯具有很高的毛细极限，可大大增强铝平板热管工作液体输送能力和速度，为加工具有优良抗重力性能的超薄多通道铝平板热管提供了简易可行的加工方法，克服了传热铝平板热管只能依靠重力辅助工作的问题，提高抗重力传热性能，扩大铝平板热管的适用范围。
附图说明
图1为实施例1中的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的横截面示意图；
图2为图1中的I处的局部放大图；
图3为实施例1中的多通道铝平板热管预成型体的横截面示意图；
图4为图3中的A处的局部放大图；
图5为实施例1中的多通道铝平板热管预成型体整平压扁过程横截面示意图；
图6为实施例1中的多通道铝平板热管预成型体整平压扁完成横截面示意图；
图7为传统光滑内壁铝平板热管的横截面示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步阐述，但本发明不限于此。
实施例1
具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，包括如下步骤：
（1）使用挤压模具预成型得到各通道腔体内部具有定位凸台的多通道铝平板热管预成型体；
如图3所示为多通道铝平板热管预成型体的横截面示意图，多通道铝平板热管预成型体具有相互独立、并行排列的多通道，且通道间通过加强筋隔离；多通道铝平板热管预成型体的各通道是横截面形状呈上下边为椭圆弧、左右边为直线的鼓形腔；
图4为图3中A处的局部放大示意图，定位凸台位于多通道铝平板热管预成型体的各通道的内壁上，用于固定金属纤维束吸液芯；定位凸台成对存在，且成对的两个定位凸台之间成左右或上下对称，一对定位凸台固定一个金属纤维束吸液芯；
（2）将制备好的金属纤维束吸液芯分别引入至多通道铝平板热管预成型体各通道的定位凸台之间；金属纤维束吸液芯是由10根直径为0.1mm的铝纤维相互拧结、交织在一起，呈麻花状结构，无需烧结；
（3）采用整平压扁模具对放置了金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管预成型体进行整平压扁，得到具有金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管主体；
如图5所示为多通道铝平板热管预成型体整平压扁过程横截面示意图，整平压扁模具分为上模5和下模7，上模5与下模7合模将多通道铝平板热管预成型体6整平压扁；整平压扁过程中，定位凸台对引入的纤维束吸液芯具有扣压作用，将金属纤维束吸液芯3压紧至紧贴通道内壁；
多通道铝平板热管预成型体整平压扁完成的横截面示意图如图6所示，上模5与下模7合模后的中部为中空内腔，多通道铝平板热管主体与所述中空内腔的形状大小互补；
（4）对多通道铝平板热管主体进行抽真空、灌注工作液体并冷压焊封口，工作液体采用丙酮，得到两端密封的、内部灌注工作液体的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管。
如图1所示，得到的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管包括截面形状呈矩形的多通道铝平板热管主体、扣压于通道内部的金属纤维束吸液芯；多通道铝平板热管主体的厚度为1.5mm，包括多个并行排列的横截面呈矩形的通道。
图2为图1中的I处的局部放大图，定位凸台2成对存在，位于多通道铝平板热管主体1的各通道4的内壁上，且成对的两个定位凸台之间成左右对称，一对定位凸台固定一个金属纤维束吸液芯3；金属纤维束吸液芯3被扣压贴紧通道内壁。
通过毛细水上升实验对具有铝纤维束吸液芯结构的铝管和光滑内壁铝管进行毛细性能对比实验，实验结果表明具有铝纤维束吸液芯结构的铝管的水上升高度可达70mm，而光滑内壁铝管没有观察到明显毛细水上升高度，说明铝纤维束吸液芯比光滑内壁具有更优异的毛细性能，从而使得到的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的工作液体回流速度大大提高，比传统光滑内壁铝平板热管（横截面示意图如图7）具有更优异的抗重力传热性能，且有效降低接触热阻。
得到的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管具有优异的抗重力传热性能，能够显著扩大铝平板热管的适用范围，对于将铝平板热管引用至更多散热领域具有重要推动作用；在LED显示器件的散热系统中引入该超薄多通道铝平板热管，利用其散热面积大的优势提高散热系统的散热能力，提高LED的光电性能，从而相应地提高LED显示器件的性能。
本发明的实施方案并不受上述实施例限制，本领域的技术人员在不违背本发明精神与原理的前提下作出的等同变形、替换、简化，均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (9)

1.具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使用挤压模具预成型得到各通道腔体内部具有定位凸台的多通道铝平板热管预成型体，其中，所述多通道铝平板热管预成型体的各通道是横截面形状呈上下边为椭圆弧、左右边为直线的鼓形腔；
(2)将制备好的金属纤维束吸液芯分别引入至多通道铝平板热管预成型体各通道的定位凸台之间；
(3)采用整平压扁模具对放置了金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管预成型体进行整平压扁，得到具有金属纤维束吸液芯的多通道铝平板热管主体；
(4)对多通道铝平板热管主体进行抽真空、灌注工作液体并冷压焊封口，得到所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管。
2.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多通道铝平板热管预成型体具有相互独立、并行排列的多通道，且通道间通过加强筋隔离。
3.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述定位凸台位于多通道铝平板热管预成型体的各通道的内壁上，用于固定金属纤维束吸液芯；所述定位凸台成对存在，且至少存在一对，且成对的两个定位凸台之间成左右或上下对称，一对定位凸台固定一个金属纤维束吸液芯。
4.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属纤维束吸液芯是由多根金属纤维相互拧结、交织在一起，呈麻花状结构；所述金属纤维束吸液芯的材料采用铜、铝或不锈钢。
5.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属纤维束吸液芯采用多孔泡沫金属或金属烧结毡替代；所述多孔泡沫金属或金属烧结毡的材料包括铜、镍、铝或不锈钢。
6.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述整平压扁模具分为上模和下模，上模与下模合模后的中部为中空内腔，所述多通道铝平板热管主体与所述中空内腔的形状大小互补。
7.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，整平压扁过程中，定位凸台对引入的纤维束吸液芯具有扣压作用，将金属纤维束吸液芯压紧至紧贴通道内壁。
8.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述工作液体包括丙酮、HFE-7100氟化液、三氟氯丙烯或四氟乙烷。
9.根据权利要求1所述的具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的制备方法，其特征在于，所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管包括截面形状呈矩形的多通道铝平板热管主体、扣压于通道内部的金属纤维束吸液芯；所述多通道铝平板热管主体的厚度为1～2mm，包括多个相互独立且并行排列的横截面呈矩形的通道；所述具有纤维束吸液芯结构的多通道铝平板热管的两端密封，内部灌注工作液体。
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