CN110396321A - 一种服务器降温涂层及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种服务器降温涂层及其使用方法，提供了一种利用霍尔效应节能的新材料，将制得的涂层材料涂覆于服务器外壳或者非数据传输的导线；涂覆后的膜层干燥后在磁能量场作用下被激活，使通电电缆发生反常霍尔效应，即服务器中的电缆无序的运动电子变成有序的运动电子，减少了由于电子无序碰撞导致电路中导体产生的热量，从而降低路损线损，提高整个输变电过程的有效功功率，达到节能节电、保护用电设备的目的。本发明提供了涂层的涂覆方法，利用微结构使得表面的散热面积增大，从而增强散热效果，其次针对服务器外壳的所需位置进行涂覆，更加节省材料。

Description

一种服务器降温涂层及其使用方法

技术领域

本发明涉及节约电能领域，尤其涉及一种服务器降温涂层及其使用方法。

背景技术

数据中心密度在过去曾是世纪末日一般的话题，这也许可以解释为什么许多IT组织仍然徘徊于4~6千瓦/机架的能耗密度。但电源与散热管理已经准备向着大于10千瓦的服务器机架进行设计。暴涨的处理器核心数与机架级刀片服务器设计让机房空调(CRAC)和电力成本增加似乎是无法避免的。现有技术一般是通过空调调节服务器机房的温度，这就造成机房空调消耗大量的电力。

虽然现有技术中也存在一些可以使用服务器降低功耗的涂层，但是这些涂层在涂覆时使得服务器外壳的散热效果降低，造成了热量的累积，热量累积会使得服务器运行温度上升，效率降低。

反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的，因此是一类新的重要物理效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔效应，1881年，霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现，即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应，这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。

量子反常霍尔效应的最美妙之处就在于不需要任何外加磁场，人类有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件，从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题，因此，这项研究成果将会推动新一代的低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命的进程。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题提供一种服务器降温涂层，其特征在于涂层包括纳米永磁合金粉末和粘结成膜材料，所述粘结成膜材料的主要成分为树脂；所述的永磁合金为稀土钕铁硼系永磁合金材料，包括由钕铁硼元素构成的永磁合金材料以及包含其他掺杂元素的钕铁硼永磁合金材料，使用时将涂层涂覆于服务器外壳和内部的非数据连接导线的表面；所述非数据连接导线的含义为仅提供电力不进行数据传输的导线。

所述纳米永磁合金粉末的平均粒径不大于5 nm。

所述粘结成膜材料占材料总重量的35～37%，按体积计算包括树脂38～40份、分散剂0.7～1.0份、固化剂27～29份、消泡剂0.7～1.0份、防沉剂4～6份，溶剂27～30份。

所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或通过向上述树脂引入添加物后的改性树脂。

一种使用所述降温涂层涂覆非数据连接导线表面的方法，包括如下步骤：

步骤A）制备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤B）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤C）制膜

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，在光固化胶的一面喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶，得到涂层材料的薄膜，薄膜厚度为100-200微米；

步骤D）滚膜

将待涂覆的非数据连接导线贴于得到的涂层材料的薄膜不具有微结构的一侧，使待涂覆的非数据连接导线在薄膜表面滚动，使得涂层材料薄膜粘贴在待涂覆的非数据连接导线表面。

步骤E）充磁

对膜层进行厚度方向脉冲充磁；充磁机采用MCG高压脉充磁机，电源电压最大2500V，充磁电压最大2400V，磁极组尺寸380mm，充磁时磁化场强约为2000kA/m，充磁后的膜层磁场强度约为960 kA /m。

一种使用所述降温涂层涂覆服务器外壳表面的方法，包括如下步骤：

步骤1）准备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤2）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤3）粘贴涂层

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，将涂层材料连同光固化胶贴于服务器外壳的外表面，粘贴时涂层材料靠近服务器外壳；

步骤4）洗涤

待涂层材料固化以后，在涂覆有涂层材料的服务器外壳外壁喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶。

步骤5）充磁

对膜层进行厚度方向脉冲充磁；充磁机采用MCG高压脉充磁机，电源电压最大2500V，充磁电压最大2400V，磁极组尺寸380mm，充磁时磁化场强约为2000kA/m，充磁后的膜层磁场强度约为960 kA /m。

步骤2还包括基板的制备步骤：

步骤2-1）使用热成像仪对于正常工作了一定时间的服务器外壳进行热成像，在计算机内形成三维热成像图形；

步骤2-2）将计算机内的服务器外壳图形中发热量超过阈值的表面进行提取，获取发热表面的形状；

步骤2-3）根据步骤2-2）中的形状尺寸对基板进行加工；

步骤2-4）将形状加工后的基板放置于皮秒或者飞秒激光下进行激光划线，得到设置有微米沟槽的基板。

步骤1-1）所述钕铁硼Nd2Fe14B合金粉通过以下方法制得：将稀土金属钕Nd(纯度不小于99.5%)、纯铁（纯度不小于99%）和硼铁BFe（硼含量不小于19%）根据钕铁硼合金成分百分比进行配比，并在真空感应炉内熔炼(熔炼温度1450℃左右)，在1340℃左右浇铸成锭，再利用气流磨加工成粒径不大于5mm的粉末。

步骤1-1）所述球磨过程中球料比例为10:1；所述氩气纯度不小于99.999%；所述振动分散过程采用纳米材料振动分散机。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种利用霍尔效应节能的新材料，将制得的涂层材料涂覆于服务器外壳或者非数据传输的导线；涂覆后的膜层干燥后在磁能量场作用下被激活，使通电电缆发生反常霍尔效应，即服务器中的电缆无序的运动电子变成有序的运动电子，减少了由于电子无序碰撞导致电路中导体产生的热量，从而降低路损线损，提高整个输变电过程的有效功功率，达到节能节电、保护用电设备的目的。本发明提供了涂层的涂覆方法，利用微结构使得表面的散热面积增大，从而增强散热效果，其次针对服务器外壳的所需位置进行涂覆，更加节省材料。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1 实施例1提供的放大10万倍纳米永磁合金粉末扫描图片；

图2 放大2万倍纳米永磁合金粉末扫描图片；

图3 涂覆服务器外壳方法的示意图；

其中1基板、2光固化胶、3涂层材料、4服务器外壳。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

结合附图1-3，一种服务器降温涂层，其特征在于涂层包括纳米永磁合金粉末和粘结成膜材料，所述粘结成膜材料的主要成分为树脂；所述的永磁合金为稀土钕铁硼系永磁合金材料，包括由钕铁硼元素构成的永磁合金材料以及包含其他掺杂元素的钕铁硼永磁合金材料，使用时将涂层涂覆于服务器外壳和内部的非数据连接导线的表面；所述非数据连接导线的含义为仅提供电力不进行数据传输的导线。

所述纳米永磁合金粉末的平均粒径不大于5 nm。

所述粘结成膜材料占材料总重量的35～37%，按体积计算包括树脂38～40份、分散剂0.7～1.0份、固化剂27～29份、消泡剂0.7～1.0份、防沉剂4～6份，溶剂27～30份。

所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或通过向上述树脂引入添加物后的改性树脂。

一种使用所述降温涂层涂覆非数据连接导线表面的方法，包括如下步骤：

步骤A）制备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤B）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤C）制膜

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，在光固化胶的一面喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶，得到涂层材料的薄膜，薄膜厚度为100-200微米；

步骤D）滚膜

将待涂覆的非数据连接导线贴于得到的涂层材料的薄膜不具有微结构的一侧，使待涂覆的非数据连接导线在薄膜表面滚动，使得涂层材料薄膜粘贴在待涂覆的非数据连接导线表面。

一种使用所述降温涂层涂覆服务器外壳表面的方法，包括如下步骤：

步骤1）准备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤2）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤3）粘贴涂层

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，将涂层材料连同光固化胶贴于服务器外壳的外表面，粘贴时涂层材料靠近服务器外壳；

步骤4）洗涤

待涂层材料固化以后，在涂覆有涂层材料的服务器外壳外壁喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶。

步骤2还包括基板的制备步骤：

步骤2-1）使用热成像仪对于正常工作了一定时间的服务器外壳进行热成像，在计算机内形成三维热成像图形；

步骤2-2）将计算机内的服务器外壳图形中发热量超过阈值的表面进行提取，获取发热表面的形状；

步骤2-3）根据步骤2-2）中的形状尺寸对基板进行加工；

步骤2-4）将形状加工后的基板放置于皮秒或者飞秒激光下进行激光划线，得到设置有微米沟槽的基板。

步骤B）中的基板和步骤2）中可以使用相同的基板。

步骤1-1）所述钕铁硼Nd2Fe14B合金粉通过以下方法制得：将稀土金属钕Nd(纯度不小于99.5%)、纯铁（纯度不小于99%）和硼铁BFe（硼含量不小于19%）根据钕铁硼合金成分百分比进行配比，并在真空感应炉内熔炼(熔炼温度1450℃左右)，在1340℃左右浇铸成锭，再利用气流磨加工成粒径不大于5mm的粉末。

步骤1-1）所述球磨过程中球料比例为10:1；所述氩气纯度不小于99.999%；所述振动分散过程采用纳米材料振动分散机。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种服务器降温涂层，其特征在于涂层包括纳米永磁合金粉末和粘结成膜材料，所述粘结成膜材料的主要成分为树脂；所述的永磁合金为稀土钕铁硼系永磁合金材料，包括由钕铁硼元素构成的永磁合金材料以及包含其他掺杂元素的钕铁硼永磁合金材料；使用时将涂层涂覆于服务器外壳和内部的非数据连接导线的表面；所述非数据连接导线的含义为仅提供电力不进行数据传输的导线。

2.根据权利要求1所述的服务器降温涂层，所述纳米永磁合金粉末的平均粒径不大于5nm。

3.根据权利要求1所述的服务器降温涂层，其特征在于，所述粘结成膜材料占材料总重量的35～37%，按体积计算包括树脂38～40份、分散剂0.7～1.0份、固化剂27～29份、消泡剂0.7～1.0份、防沉剂4～6份，溶剂27～30份。

4.根据权利要求3所述的服务器降温涂层，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或通过向上述树脂引入添加物后的改性树脂。

5.一种使用根据权利要求1-4任一项所述降温涂层涂覆非数据连接导线表面的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤A）制备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤B）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤C）制膜

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，在光固化胶的一面喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶，得到涂层材料的薄膜，薄膜厚度为100-200微米；

步骤D）滚膜

将待涂覆的非数据连接导线贴于得到的涂层材料的薄膜不具有微结构的一侧，使待涂覆的非数据连接导线在薄膜表面滚动，使得涂层材料薄膜粘贴在待涂覆的非数据连接导线表面；

步骤E）充磁

对膜层进行厚度方向脉冲充磁；充磁机采用MCG高压脉充磁机，电源电压最大2500V，充磁电压最大2400V，磁极组尺寸380mm，充磁时磁化场强为2000kA/m，充磁后的膜层磁场强度为960 kA /m。

6.一种使用根据权利要求1-4任一项所述降温涂层涂覆服务器外壳表面的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1）准备涂层材料

涂层材料使用权利要求1-4任一项的涂层材料；

步骤2）制备涂层模板

在设置有微米沟槽的基板上涂抹光固化胶，所述微米沟槽的形状为间距10-50微米、宽度10-50微米、深度50-100微米的V型槽；涂抹的光固化胶的厚度为300-500微米；基板的形状与服务器外壳的表面相适应；

使用紫外线照射光固化胶，使得光固化胶固化；固化后将光固化胶从基板上揭下，得到涂层模板；

步骤3）粘贴涂层

在固化胶具有微结构的表面上涂抹涂层材料；待涂层材料涂抹一定时间后，将涂层材料连同光固化胶贴于服务器外壳的外表面，粘贴时涂层材料靠近服务器外壳；

步骤4）洗涤

待涂层材料固化以后，在涂覆有涂层材料的服务器外壳外壁喷洒UV解胶剂，并用清水洗涤，去除光固化胶；

步骤5）充磁

对膜层进行厚度方向脉冲充磁；充磁机采用MCG高压脉充磁机，电源电压最大2500V，充磁电压最大2400V，磁极组尺寸380mm，充磁时磁化场强为2000kA/m，充磁后的膜层磁场强度为960 kA /m。

7.根据权利要求6所述的降温涂层涂覆服务器外壳表面的方法，其特征在于步骤2还包括基板的制备步骤：

步骤2-1）使用热成像仪对于正常工作了一定时间的服务器外壳进行热成像，在计算机内形成三维热成像图形；

步骤2-2）将计算机内的服务器外壳图形中发热量超过阈值的表面进行提取，获取发热表面的形状；

步骤2-3）根据步骤2-2）中的形状尺寸对基板进行加工；

步骤2-4）将形状加工后的基板放置于皮秒或者飞秒激光下进行激光划线，得到设置有微米沟槽的基板。