CN108356375B - 钎焊一体式平板超导冷却器及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钎焊一体式平板超导冷却器及其生产工艺。所述钎焊板上下表面均为钎焊片，钎焊片与超导板、钎焊板、散热装置的材质相配合，所述钎焊板下表面通过钎焊与超导板结合，所述钎焊板上表面通过钎焊与散热装置结合，形成超导板、钎焊层、钎焊板、钎焊层、散热装置五层一体式结构，这五层结构热阻相近；所述超导板内设置有蜿蜒的超导介质通道，所述超导板分为导热区、散热区，导热区内为需散热设备，散热区上的钎焊板上设置有散热装置，所述散热装置为水冷机构或风冷机构。本发明将散热装置与需降温设备隔离，通过热量传输通道可以根据需要为设备降温或加热。采用钎焊传热效率快。超导板采用平板钎焊，提高传热效率。
Description
技术领域：
本发明属于超导冷却器生产技术领域，特别涉及一种钎焊一体式平板超导冷却器及其生产工艺。
背景技术：
现有的冷却设备通常采用风冷或水冷，随着科技的发展，技术的进步，许多设备的功率在不断增大，设备的大小在不断的小型化，这样就造成了设备内部在工作时会产生大量的热量无法及时排出，对于像服务器这样精密敏感的设备，需要保持在正常的温度下才能工作，风冷无法及时排出大量的热量，水冷的冷水管与服务器在一个空间内，漏水时容易造成服务器短路烧毁，如何能高效散热的同时保护设备与冷水管隔离是人们急需解决的问题。
现有的冷却设备中的导热板通常采用吹涨工艺制成，即把两块板压在一起后通过向两块板之间的传热孔道吹入空气，使其形成两边凸起的通道，这样导致导热板表面起伏不平，影响了导热效率。
现有的冷却设备中导热板与散热器采用普通焊接连接，虽然表面是一个整体，但是在其连接处分为导热板层、焊接层、散热器层，并没有形成畅通无阻的整体，层与层之间的导热系数不同，增加了热阻，降低了导热效率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种钎焊一体式平板超导冷却器及其生产工艺，从而克服上述现有技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种钎焊一体式平板超导冷却器，包括：超导板、钎焊板、散热装置；所述钎焊板上下表面均为钎焊片，钎焊片与超导板、钎焊板、散热装置的材质相配合，所述钎焊板下表面通过钎焊与超导板结合，所述钎焊板上表面通过钎焊与散热装置结合，超导板与钎焊板间、钎焊板与散热装置间的金相组织相同，形成超导板、钎焊层、钎焊板、钎焊层、散热装置五层一体式结构，热阻相近；所述超导板内设置有蜿蜒的超导介质通道，所述超导板分为导热区、散热区，导热区内为需散热设备，散热区上的钎焊板上设置有散热装置，需散热设备-导热区-散热区-散热装置形成正向或反向的热量传输通道；所述散热装置为水冷机构或风冷机构。
优选地，技术方案中，超导板包括槽板、盖板，所述槽板内设置有蜿蜒的超导介质通道，所述槽板上通过钎焊剂与盖板钎焊，槽板与盖板间的金相组织相同，形成槽板、钎焊层、盖板三层一体式结构，热阻相近，钎焊剂与槽板、盖板材质相适应。
优选地，技术方案中，散热装置为水冷机构时，水冷管或水冷头或水冷板设置在散热区上的钎焊板上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离。
优选地，技术方案中，散热装置为风冷机构时，散热片均匀设置在散热区上的钎焊板上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离。
优选地，技术方案中，超导板为铝基板，钎焊板为铝合金钎焊板，散热装置为铝制，钎焊板上下表面的钎焊片选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。
优选地，技术方案中，槽板、盖板均为铝合金，钎焊剂选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。
优选地，技术方案中，超导板、钎焊板、散热装置均为不锈钢制成，钎焊板上下表面的钎焊片选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。
优选地，技术方案中，槽板、盖板均为不锈钢，钎焊剂选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。
一种钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其步骤为：
(1)将超导板、钎焊板、散热装置依次从下到上放入真空钎焊炉内并抽真空；
(2)根据超导板、钎焊板、散热装置的材质将真空钎焊炉加热至合适的温度，持续加热相应的时间，使超导板、钎焊板、散热装置形成五层一体式结构；
(3)真空钎焊炉进行降温，根据超导板、钎焊板、散热装置的材质降温至合适的温度；
(4)将钎焊好的平板超导冷却器取出。
优选地，技术方案中，在进行步骤(1)前，先将槽板、盖板放入真空钎焊炉内并抽真空，根据槽板、盖板的材质将真空钎焊炉加热至合适的温度，持续加热相应的时间，形成槽板、钎焊层、盖板三层一体式结构。
优选地，技术方案中，步骤(2)中，超导板为铝基板，钎焊板为铝合金钎焊板，散热装置为铝制，钎焊板上下表面的钎焊片选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种，将真空钎焊炉加热至575-610℃，持续加热6-12h，使超导板、钎焊板、散热装置形成五层一体式结构。
优选地，技术方案中，步骤(3)中，真空钎焊炉降温至400℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
采用导热区、散热区将散热装置与需降温设备隔离，通过热量传输通道可以根据需要为设备降温或加热。采用钎焊形成超导板、钎焊层、钎焊板、钎焊层、散热装置五层一体式结构，层与层间热阻相近，传热效率快。超导板采用平板钎焊，代替原有吹涨工艺，提高传热效率。
附图说明：
图1为本发明钎焊一体式平板超导冷却器结构示意图；
图2为本发明超导板结构示意图；
图3为本发明水冷型散热装置组装图；
图4为本发明风冷型散热装置组装图；
附图标记为：1-超导板、2-钎焊层、3-钎焊板、4-散热装置、5-槽板、6-钎焊层、7-盖板、8-超导介质通道、9-水冷管/水冷头/水冷板、10-散热片。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1-4所示，一种钎焊一体式平板超导冷却器，包括：超导板1、钎焊板3、散热装置4；所述钎焊板3上下表面均为钎焊片，钎焊片与超导板1、钎焊板3、散热装置4的材质相配合，所述钎焊板3下表面通过钎焊与超导板1结合，所述钎焊板3上表面通过钎焊与散热装置4结合，超导板1与钎焊板3间、钎焊板3与散热装置4间的金相组织相同，形成超导板1、钎焊层2、钎焊板3、钎焊层2、散热装置4五层一体式结构，热阻相近；所述超导板1内设置有蜿蜒的超导介质通道8，所述超导板1分为导热区、散热区，导热区内为需散热设备，散热区上的钎焊板3上设置有散热装置4，需散热设备-导热区-散热区-散热装置4形成正向或反向的热量传输通道；所述散热装置4为水冷机构或风冷机构，散热装置4为水冷机构时，水冷管或水冷头或水冷板9设置在散热区上的钎焊板3上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离；散热装置4为风冷机构时，散热片10均匀设置在散热区上的钎焊板3上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离。超导板1包括槽板5、盖板7，所述槽板5内设置有蜿蜒的超导介质通道8，所述槽板5上通过钎焊剂与盖板7钎焊，槽板5与盖板7间的金相组织相同，形成槽板5、钎焊层6、盖板7三层一体式结构，热阻相近，钎焊剂与槽板5、盖板7材质相适应。超导板还可以制成蜂窝状。
在工作时，需散热设备发出的热量通过超导板1内的超导介质输送至水冷机构或风冷机构散发出去，超导板1在需散热设备与散热装置4间起到热量传输通道的作用。当设备较低，达不到工作所需温度时，可通过水冷机构输送热水或风冷机构输送热风将热量通过超导板1内的超导介质输送至设备，起到加热作用。
实施例1，超导板1为铝基板，钎焊板3为铝合金钎焊板，散热装置4为铝制，钎焊板3上下表面的钎焊片选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。槽板5、盖板6均为铝合金，钎焊剂选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。
种钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其步骤为：
(1)将超导板1、钎焊板3、散热装置4依次从下到上放入真空钎焊炉内并抽真空；
(2)将真空钎焊炉加热至575-610℃，持续加热6-12h，钎焊片熔化，超导板1与钎焊板3连接处、钎焊板3与散热装置4连接处的金相组织相同，使超导板1、钎焊层2、钎焊板3、钎焊层2、散热装置4形成五层一体式结构；
(3)真空钎焊炉进行降温至400℃；
(4)将钎焊好的平板超导冷却器取出。
在进行步骤(1)前，先将槽板5、盖板7放入真空钎焊炉内并抽真空，将真空钎焊炉加热至575-610℃，持续加热6-12h，钎焊剂熔化，槽板5与盖板7连接处的金相组织相同，形成槽板5、钎焊层6、盖板7三层一体式结构。
实施例2，超导板、钎焊板、散热装置均为不锈钢制成，钎焊板上下表面的钎焊片选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。槽板、盖板均为不锈钢，钎焊剂选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (12)
1.一种钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：包括超导板、钎焊板、散热装置；所述钎焊板上下表面均为钎焊片，钎焊片与超导板、钎焊板、散热装置的材质相配合，所述钎焊板下表面通过钎焊与超导板结合，所述钎焊板上表面通过钎焊与散热装置结合，超导板与钎焊板间、钎焊板与散热装置间的金相组织相同，形成超导板、钎焊层、钎焊板、钎焊层、散热装置五层一体式结构，热阻相近；所述超导板内设置有蜿蜒的超导介质通道，所述超导板分为导热区、散热区，导热区内为需散热设备，散热区上的钎焊板上设置有散热装置，需散热设备-导热区-散热区-散热装置形成正向或反向的热量传输通道；所述散热装置为水冷机构或风冷机构。
2.根据权利要求1所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述超导板包括槽板、盖板，所述槽板内设置有蜿蜒的超导介质通道，所述槽板上通过钎焊剂与盖板钎焊，槽板与盖板间的金相组织相同，形成槽板、钎焊层、盖板三层一体式结构，热阻相近，钎焊剂与槽板、盖板材质相适应。
3.根据权利要求2所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述散热装置为水冷机构时，水冷管或水冷头或水冷板设置在散热区上的钎焊板上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离。
4.根据权利要求2所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述散热装置为风冷机构时，散热片均匀设置在散热区上的钎焊板上侧或下侧或上下侧，与导热区内的需散热设备隔离。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述超导板为铝基板，钎焊板为铝合金钎焊板，散热装置为铝制，钎焊板上下表面的钎焊片选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。
6.根据权利要求5所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述槽板、盖板均为铝合金，钎焊剂选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述超导板、钎焊板、散热装置均为不锈钢制成，钎焊板上下表面的钎焊片选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。
8.根据权利要求7中所述的钎焊一体式平板超导冷却器，其特征在于：所述槽板、盖板均为不锈钢，钎焊剂选用铜或铜合金或镍合金或钛合金。
9.一种根据权利要求2所述的钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其步骤为：
(1)将超导板、钎焊板、散热装置依次从下到上放入真空钎焊炉内并抽真空；
(2)根据超导板、钎焊板、散热装置的材质将真空钎焊炉加热至合适的温度，持续加热相应的时间，使超导板、钎焊板、散热装置形成五层一体式结构；
(3)真空钎焊炉进行降温，根据超导板、钎焊板、散热装置的材质降温至合适的温度；
(4)将钎焊好的平板超导冷却器取出。
10.根据权利要求9所述的钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其特征在于：在进行步骤(1)前，先将槽板、盖板放入真空钎焊炉内并抽真空，根据槽板、盖板的材质将真空钎焊炉加热至合适的温度，持续加热相应的时间，形成槽板、钎焊层、盖板三层一体式结构。
11.根据权利要求10所述的钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其特征在于：步骤(2)中，超导板为铝基板，钎焊板为铝合金钎焊板，散热装置为铝制，钎焊板上下表面的钎焊片选用3003、4004、4045、4104、4343中的一种，将真空钎焊炉加热至575-610℃，持续加热6-12h，使超导板、钎焊板、散热装置形成五层一体式结构。
12.根据权利要求11所述的钎焊一体式平板超导冷却器的生产工艺，其特征在于：步骤(3)中，真空钎焊炉降温至400℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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