CN112761768B - 一种高强度铝质汽车散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度铝质汽车散热器，包括散热器外壳、第一固定杆、第二固定杆和散热管，散热器外壳的两侧分别设置有进液口和出液口，散热器外壳的内部固定安装有散热管；散热管的一端与进液口接通，另一端与出液口接通；散热器外壳的一侧固定安装第一固定杆，第一固定杆为网格形结构，散热器外壳的另一侧固定安装第二固定杆，第二固定杆为X形结构；所述散热管的材质为增强铝复合材料。该高强度铝质汽车散热器，不仅结构强度更高的同时不会阻碍气流的进入，而且厚度小、更加精简小巧和散热性能更好，使用寿命更长。

Description

一种高强度铝质汽车散热器
技术领域
本发明涉及汽车散热器领域，具体涉及一种高强度铝质汽车散热器。
背景技术
汽车散热器是用于汽车水冷发动机系统中的重要降温部件。通常由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。其工作原理为：冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温。从而对发动机冷却液达到降温的效果。
市场上的普通散热器多采用管片式散热芯、管带式散热芯以及板式散热器芯，然而降温效果往往不足，难以实现冷却液的快速降温。此外，我国汽车散热器的核心材料散热片主要由铝箔组成，而随着铝箔厚度的要求越来越小导致了强度大幅度降低。因此，需要探索一种厚度小、强度高且散热能力强的铝质汽车散热器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高强度铝质汽车散热器，包括散热器外壳、第一固定杆、第二固定杆和散热管，散热器外壳的两侧分别设置有进液口和出液口，散热器外壳的内部固定安装有散热管；散热管的一端与进液口接通，另一端与出液口接通；散热器外壳的一侧固定安装第一固定杆，第一固定杆为网格形结构，散热器外壳的另一侧固定安装第二固定杆，第二固定杆为X形结构；所述散热管的材质为增强铝复合材料。
优选地，所述散热管的管体表面设置为凹凸状结构。
优选地，所述进液口、所述出液口和所述散热器外壳的连接处固定安装有密封圈，密封圈为橡胶材料制成。
优选地，所述散热器外壳的四角处均安装有固定块，每个固定块上还开设有固定孔。
优选地，所述增强铝复合材料按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：98.2～99.5份，硅：0.20～0.25份，铜：0.02～0.05份，镁：0.01～0.05份，锌：0.01～0.05份，锰：0.01～0.05份，钒：0.01～0.04份，钛：0.01～0.03份，铪镝负载多孔碳纳米管复合物0.01～0.025份，铁：0.001～0.4份，不可避免的杂质≤0.03份。
优选地，所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物由铪镝纳米化合物负载于碳纳米管多孔产物上得到。
优选地，所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.12～0.22:1:10～20；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:10～15。
优选地，所述铪镝纳米化合物的制备方法为：
B1.按量称取氯化镝、氯化铪依次加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合盐溶液，然后向混合盐溶液中滴加0.1～0.3mol/L的醋酸水溶液，在40～60℃的条件下搅拌2～5h，得到金属离子混液；
其中，氯化镝、氯化铪与去离子水的质量比为1:1.2～1.4:8～15；醋酸水溶液与混合盐溶液的体积比为1:25～50；
B2.将金属离子混液升温至60～80℃，边搅拌边以25～40滴/分钟的速度滴加1,2-丙二醇，滴加完毕后，升温至100～120℃，继续搅拌至水分含量减少为20～30％，得到铪酸镝凝胶；
其中，1,2-丙二醇与金属离子混液的体积比为1:30～55；
B3.将铪酸镝凝胶置于120～150℃的烘箱中处理至完全干燥，之后研磨成粉末，再放入通入惰性气体作为保护气的高温石墨炉中，升温至600～800℃，保温处理3～5h后，将通入的气体更换为混合气体并升温至800～1000℃，保温处理2～4h，随炉冷却至室温，经过纳米均质机粉碎至纳米颗粒，得到铪镝纳米化合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1～2。
优选地，所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物的制备方法为：
C1.称取所述铪镝纳米化合物加入至去离子水中，分散至均匀后，加入所述碳纳米管多孔产物，超声分散处理1～2h，得到碳纳米管/铪镝纳米化合物混液；
其中，铪镝纳米化合物、碳纳米管多孔产物与去离子水的质量比为1:0.5～1.2:10～20；
C2.将碳纳米管/铪镝纳米化合物混液以30mL/h～150mL/h的进料速率加入至喷雾干燥机中，在130～200℃的温度下进行雾化干燥，得到负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管；
C3.将负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管置于高温石墨炉中，在混合气体的作用下，先以5～10℃/min的速率升温至400～500℃，保温处理2～4h后，再以2～5℃/min的速率升温至500～700℃，保温处理2～5h，之后随炉冷却至室温，得到铪镝负载多孔碳纳米管复合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1～2。
优选地，所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为500～1000Pa，升温至760～790℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至550～580℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
优选地，所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
优选地，所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
本发明的有益效果为：
1.本发明制备了一种厚度小、强度高且散热能力强的铝质汽车散热器，通过固定框固定散热器主体，进液口和出液口提供冷却液进出散热管的通道，第一固定杆和第二固定杆增加装置的整体强度，并且第二固定杆不会阻止气流的进入，该高强度铝质汽车散热器，不仅结构强度更高的同时不会阻碍气流的进入，而且厚度小、更加精简小巧和散热性能更好，使用寿命更长。
2.我国汽车散热器的核心材料散热翅片主要由复合钎焊铝箔组成，纯铝的热传导速率虽然较高，自身导热速率快，但是力学性能不足且与空气之间的散热效果并没有达到理想状态；而且目前，因为近年来为满足部件小型化的需求，所述材料的铝箔厚度在减少，然而厚度较低的情况下导致强度不足。基于此，本发明使用的散热管采用表面凹凸状的结构，目的是增加与冷却液以及空气的接触，进而增加散热性能。此外，散热管的材质采用了自制的增强铝复合材料，该材料采用了目前市场上导热性能和力学性能均表现较为优异的1050铝合金作为基础材料，在制备过程中加入了少量铪镝负载多孔碳纳米管复合物，从而使最终得到的铝材料的力学性能和散热性能得到了进一步地提升。
3.碳纳米管的力学性能较高，热导率也是铝的数倍至数十倍，因此非常适合作为增强材料使用，但是碳纳米管在铝中的分散性并不好，且在与铝接触的过程中常常形成较多的空隙，从而造成碳纳米管增强铝合金的材料并不能发挥出其应有的效果。本发明通过先对碳纳米管进行刻蚀改性，得到多孔径的碳纳米管材料，然后使用铪镝纳米化合物吸附于碳纳米管上，最终得到的铪镝负载多孔碳纳米管复合物能够与铝充分的结合且能够均匀地分散在熔融的铝液中，进而得到了一种力学性能好、散热性能佳的增强铝复合材料。其中，多孔碳纳米管的制备能够使铝液穿过多孔的孔径实现与碳纳米管的更好的接触，减少了空隙的产生；铪镝纳米化合物也不是单纯的吸附于碳纳米管上，而是先通过铪和镝形成铪酸镝凝胶，再经过高温达1000℃的处理，使铪酸镝凝胶中的氧原子去除，得到的铪镝纳米化合物吸附于碳纳米管上，再次经过高温处理使铪镝纳米化合物能够与碳纳米管更加紧密的结合，从而使增强铝复合材料在熔融的铝液中能够得到更好的分散性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种高强度铝质汽车散热器实施例1的正视截面图；
图2是本发明一种高强度铝质汽车散热器实施例1的后视图。
附图标记：
散热器外壳100、进液口110、出液口120、密封圈130、散热管210、第一固定杆300、第二固定杆400、固定块500、固定孔510。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明提供一种高强度铝质汽车散热器，不仅结构强度更高，而且导热性能更强，使其能够具有更长的使用寿命，请参阅图1和图2，包括：一种高强度铝质汽车散热器，包括散热器外壳100、第一固定杆300、第二固定杆400和散热管210，散热器外壳100的两侧分别设置有进液口110和出液口120，散热器外壳100的内部固定安装有散热管210；散热管210的一端与进液口110接通，另一端与出液口120接通；散热器外壳100的一侧固定安装第一固定杆300，第一固定杆300为网格形结构，散热器外壳100的另一侧固定安装第二固定杆400，第二固定杆400为X形结构；所述散热管210的材质为增强铝复合材料。
所述散热管210的管体表面设置为凹凸状结构。
所述进液口110、所述出液口120和所述散热器外壳100的连接处固定安装有密封圈130，所述密封圈130为橡胶材料制成。
所述散热器外壳100的四角处均安装有固定块500，每个固定块500上还开设有固定孔510。
实施例2
实施例1所述的增强铝复合材料，按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：99.3份，硅：0.22份，铜：0.04份，镁：0.02份，锌：0.02份，锰：0.03份，钒：0.02份，钛：0.02份，铪镝负载多孔碳纳米管复合物0.018份，铁：0.01份，不可避免的杂质≤0.03份。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物由铪镝纳米化合物负载于碳纳米管多孔产物上得到。
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.18:1:15；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:12。
所述铪镝纳米化合物的制备方法为：
B1.按量称取氯化镝、氯化铪依次加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合盐溶液，然后向混合盐溶液中滴加0.1～0.3mol/L的醋酸水溶液，在40～60℃的条件下搅拌2～5h，得到金属离子混液；
其中，氯化镝、氯化铪与去离子水的质量比为1:1.3:12；醋酸水溶液与混合盐溶液的体积比为1:35；
B2.将金属离子混液升温至60～80℃，边搅拌边以25～40滴/分钟的速度滴加1,2-丙二醇，滴加完毕后，升温至100～120℃，继续搅拌至水分含量减少为20～30％，得到铪酸镝凝胶；
其中，1,2-丙二醇与金属离子混液的体积比为1:45；
B3.将铪酸镝凝胶置于120～150℃的烘箱中处理至完全干燥，之后研磨成粉末，再放入通入惰性气体作为保护气的高温石墨炉中，升温至600～800℃，保温处理3～5h后，将通入的气体更换为混合气体并升温至800～1000℃，保温处理2～4h，随炉冷却至室温，经过纳米均质机粉碎至纳米颗粒，得到铪镝纳米化合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1.5。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物的制备方法为：
C1.称取所述铪镝纳米化合物加入至去离子水中，分散至均匀后，加入所述碳纳米管多孔产物，超声分散处理1～2h，得到碳纳米管/铪镝纳米化合物混液；
其中，铪镝纳米化合物、碳纳米管多孔产物与去离子水的质量比为1:0.9:15；
C2.将碳纳米管/铪镝纳米化合物混液以100mL/h的进料速率加入至喷雾干燥机中，在180℃的温度下进行雾化干燥，得到负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管；
C3.将负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管置于高温石墨炉中，在混合气体的作用下，先以8℃/min的速率升温至450℃，保温处理3h后，再以3℃/min的速率升温至600℃，保温处理3h，之后随炉冷却至室温，检测铪镝纳米化合物的负载率，得到铪镝负载多孔碳纳米管复合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1.2。
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为800Pa，升温至770℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至565℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
实施例3
实施例1所述的增强铝复合材料，按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：98.2份，硅：0.20份，铜：0.02份，镁：0.01份，锌：0.01份，锰：0.01份，钒：0.01份，钛：0.01份，铪镝负载多孔碳纳米管复合物0.01份，铁：0.001份，不可避免的杂质≤0.03份。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物由铪镝纳米化合物负载于碳纳米管多孔产物上得到。
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.12:1:10；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:10。
所述铪镝纳米化合物的制备方法为：
B1.按量称取氯化镝、氯化铪依次加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合盐溶液，然后向混合盐溶液中滴加0.1～0.3mol/L的醋酸水溶液，在40～60℃的条件下搅拌2～5h，得到金属离子混液；
其中，氯化镝、氯化铪与去离子水的质量比为1:1.2:8；醋酸水溶液与混合盐溶液的体积比为1:25；
B2.将金属离子混液升温至60～80℃，边搅拌边以25～40滴/分钟的速度滴加1,2-丙二醇，滴加完毕后，升温至100～120℃，继续搅拌至水分含量减少为20～30％，得到铪酸镝凝胶；
其中，1,2-丙二醇与金属离子混液的体积比为1:30；
B3.将铪酸镝凝胶置于120～150℃的烘箱中处理至完全干燥，之后研磨成粉末，再放入通入惰性气体作为保护气的高温石墨炉中，升温至600～800℃，保温处理3～5h后，将通入的气体更换为混合气体并升温至800～1000℃，保温处理2～4h，随炉冷却至室温，经过纳米均质机粉碎至纳米颗粒，得到铪镝纳米化合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物的制备方法为：
C1.称取所述铪镝纳米化合物加入至去离子水中，分散至均匀后，加入所述碳纳米管多孔产物，超声分散处理1～2h，得到碳纳米管/铪镝纳米化合物混液；
其中，铪镝纳米化合物、碳纳米管多孔产物与去离子水的质量比为1:0.5:10；
C2.将碳纳米管/铪镝纳米化合物混液以30mL/h的进料速率加入至喷雾干燥机中，在130℃的温度下进行雾化干燥，得到负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管；
C3.将负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管置于高温石墨炉中，在混合气体的作用下，先以5℃/min的速率升温至400℃，保温处理2h后，再以2℃/min的速率升温至500℃，保温处理2h，之后随炉冷却至室温，得到铪镝负载多孔碳纳米管复合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1。
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为500Pa，升温至760℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至550℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
实施例4
实施例1所述的增强铝复合材料，按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：99.5份，硅：0.25份，铜：0.05份，镁：0.05份，锌：0.05份，锰：0.05份，钒：0.04份，钛：0.03份，铪镝负载多孔碳纳米管复合物0.025份，铁：0.4份，不可避免的杂质≤0.03份。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物由铪镝纳米化合物负载于碳纳米管多孔产物上得到。
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.22:1:20；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:15。
所述铪镝纳米化合物的制备方法为：
B1.按量称取氯化镝、氯化铪依次加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合盐溶液，然后向混合盐溶液中滴加0.1～0.3mol/L的醋酸水溶液，在40～60℃的条件下搅拌2～5h，得到金属离子混液；
其中，氯化镝、氯化铪与去离子水的质量比为1:1.4:15；醋酸水溶液与混合盐溶液的体积比为1:50；
B2.将金属离子混液升温至60～80℃，边搅拌边以25～40滴/分钟的速度滴加1,2-丙二醇，滴加完毕后，升温至100～120℃，继续搅拌至水分含量减少为20～30％，得到铪酸镝凝胶；
其中，1,2-丙二醇与金属离子混液的体积比为1:55；
B3.将铪酸镝凝胶置于120～150℃的烘箱中处理至完全干燥，之后研磨成粉末，再放入通入惰性气体作为保护气的高温石墨炉中，升温至600～800℃，保温处理3～5h后，将通入的气体更换为混合气体并升温至800～1000℃，保温处理2～4h，随炉冷却至室温，经过纳米均质机粉碎至纳米颗粒，得到铪镝纳米化合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:2。
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物的制备方法为：
C1.称取所述铪镝纳米化合物加入至去离子水中，分散至均匀后，加入所述碳纳米管多孔产物，超声分散处理1～2h，得到碳纳米管/铪镝纳米化合物混液；
其中，铪镝纳米化合物、碳纳米管多孔产物与去离子水的质量比为1:1.2:20；
C2.将碳纳米管/铪镝纳米化合物混液以30mL/h～150mL/h的进料速率加入至喷雾干燥机中，在130～200℃的温度下进行雾化干燥，得到负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管；
C3.将负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管置于高温石墨炉中，在混合气体的作用下，先以5～10℃/min的速率升温至400～500℃，保温处理2～4h后，再以2～5℃/min的速率升温至500～700℃，保温处理2～5h，之后随炉冷却至室温，得到铪镝负载多孔碳纳米管复合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:2。
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为1000Pa，升温至790℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至580℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
对比例1
一种增强铝复合材料，按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：99.3份，硅：0.22份，铜：0.04份，镁：0.02份，锌：0.02份，锰：0.03份，钒：0.02份，钛：0.02份，碳纳米管多孔产物0.018份，铁：0.01份，不可避免的杂质≤0.03份。
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.18:1:15；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:12。
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为800Pa，升温至770℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至565℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
对比例2
一种增强铝复合材料，按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：99.3份，硅：0.22份，铜：0.04份，镁：0.02份，锌：0.02份，锰：0.03份，钒：0.02份，钛：0.02份，碳纳米管多孔产物0.018份，铁：0.01份，不可避免的杂质≤0.03份。
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100～160℃下反应处理10～20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.18:1:15；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600～700℃并保温3～5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05～0.1mol/L的盐酸中，在50～60℃下搅拌处理6～8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100～120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:12。
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为800Pa，升温至770℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至565℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1～5mm，纯度均大于或等于99.99％。
所述碳纳米管的直径为50～100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5～20nm。
为了更清楚的说明本发明，将本发明实施例2～4以及对比例1～2所制备的增强铝复合材料进行性能上的检测，取厚度为0.5mm±0.01mm的增强铝复合材料，使用标准GB/T3651-2008对高温导热系数进行检测，使用标准GB/T 4338-2006对室温下抗拉强度和高温下的抗拉强度进行检测。
结果如表1所示：
表1增强铝复合材料的性能检测结果
Figure BDA0002898802530000131
由表1可知，本发明实施例2～4所制备的增强铝复合材料无论在抗拉强度和导热性能上均表现优异，非常适合作为汽车散热器材料使用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，包括散热器外壳、第一固定杆、第二固定杆和散热管，散热器外壳的两侧分别设置有进液口和出液口，散热器外壳的内部固定安装有散热管；散热管的一端与进液口接通，另一端与出液口接通；散热器外壳的一侧固定安装第一固定杆，第一固定杆为网格形结构，散热器外壳的另一侧固定安装第二固定杆，第二固定杆为X形结构；所述散热管的材质为增强铝复合材料；
所述增强铝复合材料按照重量份计算，由以下成分组成：
铝：98.2~99.5份，硅：0.20~0.25份，铜：0.02~0.05份，镁：0.01~0.05份，锌：0.01~0.05份，锰：0.01~0.05份，钒：0.01~0.04份，钛：0.01~0.03份，铪镝负载多孔碳纳米管复合物0.01~0.025份，铁：0.001~0.4份，不可避免的杂质≤0.03份；
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物由铪镝纳米化合物负载于碳纳米管多孔产物上得到；
所述碳纳米管多孔产物的制备方法为：
A1.称取二环茂二烯合镍加入至无水乙醇中，搅拌至完全溶解后，投入碳纳米管，分散均匀后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，将反应釜置于100~160℃下反应处理10~20h，之后过滤并收集固体物，先将固体物使用无水乙醇洗涤三次，再在真空条件下干燥处理，得到碳纳米管初产物；
其中，二环茂二烯合镍、碳纳米管与无水乙醇的质量比为0.12~0.22:1:10~20；碳纳米管的直径为50~100nm；
A2.将碳纳米管初产物置于高温石墨炉中，在惰性气体的保护下，升温至600~700℃并保温3~5h，随炉冷却至室温，得到碳纳米管高温处理物；
A3.将碳纳米管高温处理物加入至0.05~0.1mol/L的盐酸中，在50~60℃下搅拌处理6~8h，之后过滤并收集固体，先将固体使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再置于100~120℃的烘箱中干燥处理，得到碳纳米管多孔产物；
其中，碳纳米管高温处理物与盐酸的质量比为1:10~15；
所述铪镝纳米化合物的制备方法为：
B1. 按量称取氯化镝、氯化铪依次加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合盐溶液，然后向混合盐溶液中滴加0.1~0.3mol/L的醋酸水溶液，在40~60℃的条件下搅拌2~5h，得到金属离子混液；
其中，氯化镝、氯化铪与去离子水的质量比为1:1.2~1.4:8~15；醋酸水溶液与混合盐溶液的体积比为1:25~50；
B2. 将金属离子混液升温至60~80℃，边搅拌边以25~40滴/分钟的速度滴加1,2-丙二醇，滴加完毕后，升温至100~120℃，继续搅拌至水分含量减少为20~30%，得到铪酸镝凝胶；
其中，1,2-丙二醇与金属离子混液的体积比为1:30~55；
B3. 将铪酸镝凝胶置于120~150℃的烘箱中处理至完全干燥，之后研磨成粉末，再放入通入惰性气体作为保护气的高温石墨炉中，升温至600~800℃，保温处理3~5h后，将通入的气体更换为混合气体并升温至800~1000℃，保温处理2~4h，随炉冷却至室温，经过纳米均质机粉碎至纳米颗粒，得到铪镝纳米化合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1~2；铪镝纳米化合物的粒径为5~20nm；
所述铪镝负载多孔碳纳米管复合物的制备方法为：
C1.称取所述铪镝纳米化合物加入至去离子水中，分散至均匀后，加入所述碳纳米管多孔产物，超声分散处理1~2h，得到碳纳米管/铪镝纳米化合物混液；
其中，铪镝纳米化合物、碳纳米管多孔产物与去离子水的质量比为1:0.5~1.2:10~20；
C2.将碳纳米管/铪镝纳米化合物混液以30mL/h～150mL/h的进料速率加入至喷雾干燥机中，在130~200℃的温度下进行雾化干燥，得到负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管；
C3.将负载有铪镝纳米化合物的碳纳米管置于高温石墨炉中，在混合气体的作用下，先以5~10℃/min的速率升温至400~500℃，保温处理2~4h后，再以2~5℃/min的速率升温至500~700℃，保温处理2~5h，之后随炉冷却至室温，得到铪镝负载多孔碳纳米管复合物；
其中，混合气体由惰性气体和氢气混合而成，惰性气体与氢气的体积比为10:1~2；
所述增强铝复合材料的制备方法为：
S1.按量称取原料，即称取铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒、铪镝负载多孔碳纳米管复合物和铁粒，备用；
S2.先将铝粒加入至熔炼炉中，抽至真空后通入惰性气体至炉内压强为500~1000Pa，升温至760~790℃，待铝粒完全熔融后，依次加入硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒，继续加热并搅拌至完全熔融，待搅拌均匀后，检测各成分的含量达标后，得到混合熔融液；
S3.向混合金属熔融液中加入铪镝负载多孔碳纳米管复合物，搅拌分散至均匀后，降温至550~580℃，得到混合浇铸液；
S4.将混合浇铸液浇铸于石墨模具中，待冷却成型后，抽真空并通入惰性气体作为保护气，待炉体冷却至室温后，开炉取出产物，即得到增强铝复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，所述散热管的管体表面设置为凹凸状结构。
3.根据权利要求1所述的一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，所述进液口、所述出液口和所述散热器外壳的连接处固定安装有密封圈，密封圈为橡胶材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，所述散热器外壳的四角处均安装有固定块，每个固定块上还开设有固定孔。
5.根据权利要求1所述的一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，所述铝粒、硅粒、铜粒、镁粒、锌粒、锰粒、钒粒、钛粒和铁粒的粒径均为1~5mm，纯度均大于或等于99.99%。
6.根据权利要求1所述的一种高强度铝质汽车散热器，其特征在于，所述碳纳米管的直径为50~100nm，铪镝纳米化合物的粒径为5~20nm。
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