CN107197612B - 一种超亲水性均热板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超亲水性均热板，旨在提供一种液体流动速度快，散热效果好的超亲水性均热板；其技术方案为，所述的超亲水性均热板包括冷凝板和蒸发板，所述冷凝板和所述蒸发板之间焊接形成一密闭腔体，所述的壳体内填充有液态工质，所述的冷凝板内表面设有第一毛细结构层，所述的蒸发板内表面设有第二毛细结构层，所述的第一毛细结构层的内壁均涂覆有第一超亲水纳米涂层；所述的第二毛细结构层的内壁均涂覆有第二超亲水纳米涂层；属于散热设备技术领域。

Description

一种超亲水性均热板

技术领域

本发明涉及一种均热板，具体地说，是涉及一种超亲水性均热板，属于散热设备技术领域。

背景技术

随着电子、IT、通讯、LED、太阳能等行业的飞速发展，其中所用电子元气件的发热功率也在不断提高，热流密度大幅提升，利用传统的散热组件已很难很好的解决相关的热传问题。

传统的散热多以热源加散热片的散热模式，通过热散热片与空气的热交换将热量散失掉，但由于其结构空间、材料传热特性及散热模组重量、结构强度及可靠性等限制，在遇到大功率、高热流密度时传统的散热模式无法满足散热需求。

超亲水性均热板是一个内壁具有微结构的真空腔体，因其具有导热率高、均温性能好、厚度薄和易于集成等特点，已成为大功率LED集成散热结构的发展趋势，但是目前散热板散热性能仍旧不能满足一些。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种液体流动速度快，散热效果好的超亲水性均热板。

为此，本发明提供的技术方案是这样的：

一种超亲水性均热板，包括冷凝板和蒸发板，所述冷凝板和所述蒸发板之间焊接形成一密闭腔体，所述的壳体内填充有液态工质，所述的冷凝板内表面设有第一毛细结构层，所述的蒸发板内表面设有第二毛细结构层，所述的第一毛细结构层的内壁均涂覆有第一超亲水纳米涂层；所述的第二毛细结构层的内壁均涂覆有第二超亲水纳米涂层。

述的一种超亲水性均热板，所述冷凝板和蒸发板之间设有若干个支撑柱。

作为本发明的进一步优选，上述一种超亲水性均热板，所述支撑柱上设有第三毛细结构层。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的冷凝板和蒸发板上均设有若干个用于安装支撑柱的定位孔，所述的支撑柱位于所述定位孔内。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的第一毛细结构层和第二毛细结构层均为微沟槽状的毛细结构层。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的第一毛细结构层和第二毛细结构层均为金属粉末烧结形成的毛细结构层。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的第一毛细结构层为微沟槽状的毛细结构层，第二毛细结构层为金属粉末烧结形成的毛细结构层。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的蒸发板和冷凝板为铜板或者铝板。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的第一超亲水纳米涂层和第二超亲水纳米涂层所采用的超亲水纳米涂料由下述组分制的：环氧树脂3-8份；正硅酸异丙酯6-9份；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷15-20份；潜伏型双氰胺固化剂0.8-1.2份；纳米级白石墨烯0.5-2份；纳米级石墨烯粉0.1-0.5份；环己烷15-25份，乙醇15-25份。

作为本发明的进一步优选，上述的一种超亲水性均热板，所述的超亲水纳米涂料是通过下述步骤制得的：

1)称取各个组分；

2)将N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷滴加入至1/2-1/3量乙醇，常温搅拌0.5h，减压蒸馏蒸去乙醇；

3)将环氧树脂加热熔融，加入正硅酸异丙酯，继续加热至150℃至155℃保温2h后，加入步骤1中制得的物质，于150至155℃保温3-4小时，降温至常温；

4)向步骤3)制备的物质中加入潜伏型双氰胺固化剂、纳米级白石墨烯、纳米级石墨烯粉、环己烷和剩余乙醇，搅拌均匀。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下技术优点：

本发明提供的超亲水性均热板在冷凝板内表面设有第一毛细结构层，在蒸发板内表面设有第二毛细结构层，所述的第一毛细结构层的内壁均涂覆有第一超亲水纳米涂层；所述的第二毛细结构层的内壁均涂覆有第二超亲水纳米涂层，增加的毛细管的吸附力，提高液体回流速度，增大了传热效能，加速热量交换。

本发明提供的超亲水性均热板在冷凝板和蒸发板之间设有若干个支撑柱，在支撑柱上设有第三毛细结构层，使得冷凝板内表面毛细沟槽上的水能够顺着这些支撑柱外表面的微沟槽流到蒸发板内表面毛细结构上，进一步增大了传热效能，加速了热量的交换。

本发明提供的技术中超亲水纳米涂层中的超亲水纳米涂料具有超亲水性性能超强，与毛细结构层紧密密结合后，能快速导热。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的超亲水性均热板俯视图；

图2是本发明实施例1提供的超亲水性均热板A-A面剖视图；

图3是图2的B位置放大图；

图4是本发明实施例1提供的超亲水性均热板组合示意图。

图中符号代表元件及其类似元件如下:

冷凝板1、蒸发板2，第一毛细结构层3，第二毛细结构层4，第一超亲水纳米涂层5，第二超亲水纳米涂层6，支撑柱7，第三毛细结构层8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的权利要求做进一步的详细说明，本发明未详细说明的步骤、工艺参数等均按照本领域常规技术手段进行。

实施例1

本发明提供的一种超亲水性均热板，参阅图1至图4，包括冷凝板1和蒸发板2，所述冷凝板1和所述蒸发板2之间焊接形成一密闭腔体，所述的在密闭腔体上设有除气管9。所述密闭腔体内填充有液态工质，所述的液态工质优选为蒸馏水。

所述冷凝板1和蒸发板2之间设有若干个支撑柱7，设有的支撑结构7可以起到支撑上冷凝板1的作用，防止板面出现凹陷。更具体的说，所述的冷凝板1和蒸发板2上均设有若干个用于安装支撑柱7的定位孔，所述的支撑柱7位于所述定位孔内，所述的支撑柱7和定位孔可以一体成型，也可以采用套接的方式插接在定位孔内。

为了增大散热效率，所述的冷凝板1内表面设有第一毛细结构层3，所述的蒸发板2内表面设有第二毛细结构层4，所述的第一毛细结构层3的内壁均涂覆有第一超亲水纳米涂层5。所述的第二毛细结构层4的内壁均涂覆有第二超亲水纳米涂层6。

所述支撑柱7上设有第三毛细结构层8，所述的第三毛细结构层8为铜粉烧结的铜粉环，使得冷凝板1内表面毛细沟槽上的水能够顺着这些支撑柱7外表面的微沟槽流到蒸发板内表面毛细结构上。

所述的第一毛细结构层3和第二毛细结构层4均为微沟槽状的毛细结构，具体的说，是在第一毛细结构层3和第二毛细结构层4的表面有若干个微沟槽结构。

上述的超亲水性均热板的制备方法依次包括下述步骤：

1)采用蚀刻的方式加工蒸发端底板的毛细沟槽，涂覆超亲水纳米涂层；

2)采用蚀刻的方式加工冷凝端盖板的毛细沟槽，涂覆超亲水纳米涂层；

3)高温将铜粉烧结制得烧结铜粉环，其中中框用3003的复合材；

4)在步骤1)蒸发端底板(附有纳米涂层)上摆放好支撑柱，放上铜粉环，盖上步骤2)冷凝端盖板(附有纳米涂层)，进行钎焊焊接。

5)将除汽管焊接到产品上，进行抽真空与注液体，再焊接堵口。

实施例2

本实施例部分结构与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，然而本实施例与前述第一实施例不同之处在于本实施例中所述的第一毛细结构层3和第二毛细结构层4均为金属粉末烧结形成的毛细结构层，所述的金属粉末烧结形成的毛细结构层是在超亲水性均热板的内表面烧结铜粉末形成铜粉末层。

实施例3

本实施例部分结构与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，然而本实施例与前述第一实施例不同之处在于本实施例中所述的第一毛细结构层3为为微沟槽状的毛细结构层，第二毛细结构层4均为金属粉末烧结形成的毛细结构层，所述的金属粉末烧结形成的毛细结构层是在超亲水性均热板的内表面烧结铜粉末形成铜粉末层。

实施例4

实施例1至3中所用的超亲水纳米涂层包括下述重量数的组分：环氧树脂3kg；正硅酸异丙酯6kg；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷15kg；潜伏型双氰胺固化剂0.8kg；纳米级白石墨烯0.5kg；纳米级石墨烯粉0.1kg；环己烷15kg，乙醇15kg。

实施例5

实施例1至3中所用的超亲水纳米涂层包括下述重量数的组分：环氧树脂8kg；正硅酸异丙酯9kg；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷20kg；潜伏型双氰胺固化剂1.2kg；纳米级白石墨烯2kg；纳米级石墨烯粉0.5kg；环己烷25kg，乙醇25kg。

实施例6

实施例1至3中所用的超亲水纳米涂层包括下述重量数的组分：环氧树脂4kg；正硅酸异丙酯7kg；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷18kg；潜伏型双氰胺固化剂1kg；纳米级白石墨烯1kg；纳米级石墨烯粉0.3kg；环己烷20kg，乙醇20kg。

实施例4至6中任一种超亲水纳米涂料的方法，依次包括下述步骤：

1)按实施例4至6中任一一组重量数称取各个组分；

2)将N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷滴加入至10kg乙醇，常温搅拌0.5h，减压蒸馏蒸去乙醇；

3)将环氧树脂加热熔融，加入正硅酸异丙酯，继续加热至150℃至155℃保温2h后，加入步骤1中制得的物质，于150至155℃保温3-4小时，降温至常温；

4)向步骤3)制备的物质中加入潜伏型双氰胺固化剂、纳米级白石墨烯、纳米级石墨烯粉、环己烷和剩余乙醇，搅拌均匀。

需要说明的，本发明提供的蒸发板和冷凝板为铜板或者铝板，根据具体需要，选择不同的板材。

为了更好的说明本发明提供的超亲水性均热板的优点，下面给出本发明提供的超亲水性均热板与市场常规超亲水性均热板性能对比参数。

试验方法：是在四种超亲水性均热板中心放置功率120W热源，当热源稳定后，测四个板四角的位置，分别记T1，T2，T3，T4，中心位置记为TC，

实施例1铝均热板	实施例2铝均热板	实施例3铝均热板	市售铝均热板
				TC＝63	TC＝68	TC＝64	TC＝80
T1＝51	T1＝53	T1＝52	T1＝68
				T2＝50.9	T2＝52.6	T2＝51.5	T2＝65
T3＝50.8	T3＝52.0	T3＝51.2	T3＝62
				T4＝50.6	T4＝51.8	T4＝51.0	T4＝64

以上内容是结合具体的优选实施方式，对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种超亲水性均热板，包括冷凝板(1)和蒸发板(2)，所述冷凝板(1)和所述蒸发板(2)之间焊接形成一密闭腔体，所述的腔体内填充有液态工质，其特征在于，所述的冷凝板(1)内表面设有第一毛细结构层(3)，所述的蒸发板(2)内表面设有第二毛细结构层(4)，所述的第一毛细结构层(3)的内壁均涂覆有第一超亲水纳米涂层(5)；所述的第二毛细结构层(4)的内壁均涂覆有第二超亲水纳米涂层(6)；

所述冷凝板(1)和蒸发板(2)之间设有若干个支撑柱(7)；

所述支撑柱(7)上设有第三毛细结构层(8)；

所述的第一毛细结构层(3)和第二毛细结构层(4)均为微沟槽状的毛细结构层；

所述的第一超亲水纳米涂层(5)和第二超亲水纳米涂层(6)所采用的超亲水纳米涂料由下述组分制的：环氧树脂3-8份；正硅酸异丙酯6-9份；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷15-20份；潜伏型双氰胺固化剂0.8-1.2份；纳米级白石墨烯0.5-2份；纳米级石墨烯粉0.1-0.5份；环己烷15-25份，乙醇15-25份。

2.根据权利要求1所述的一种超亲水性均热板，其特征在于，所述的冷凝板(1)和蒸发板(2)上均设有若干个用于安装支撑柱(7)的定位孔，所述的支撑柱(7)位于所述定位孔内。

3.根据权利要求1所述的一种超亲水性均热板，其特征在于，所述的第一毛细结构层(3)和第二毛细结构层(4)均为金属粉末烧结形成的毛细结构层。

4.根据权利要求1所述的一种超亲水性均热板，其特征在于，所述的第一毛细结构层(3)为微沟槽状的毛细结构层，第二毛细结构层(4)为金属粉末烧结形成的毛细结构层。

5.根据权利要求1所述的一种超亲水性均热板，其特征在于，所述的蒸发板(2)和冷凝板(1)为铜板或者铝板。

6.根据权利要求1所述的一种超亲水性均热板，其特征在于，所述的超亲水纳米涂料是通过下述步骤制得的：

1)按权利要求1所述的重量份称取各个组分；

2)将N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷滴加入至1/2-1/3量乙醇，常温搅拌0.5h，减压蒸馏蒸去乙醇；

3)将环氧树脂加热熔融，加入正硅酸异丙酯，继续加热至150℃至155℃保温2h后，加入步骤1中制得的物质，于150至155℃保温3-4小时，降温至常温；

4)向步骤3)制备的物质中加入潜伏型双氰胺固化剂、纳米级白石墨烯、纳米级石墨烯粉、环己烷和剩余乙醇，搅拌均匀。

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