CN113137886A - 一种5g手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法 - Google Patents

一种5g手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法 Download PDF

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胡道春
徐坚
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Abstract

本发明涉及均热板领域,具体是一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括外壳和吸液芯板;所述外壳的内部开设有真空腔体;所述真空腔体的内壁固连有吸液芯板;通过采用蜂巢吸液芯结构,有效的增加了毛细吸力、减少流动阻力,增加液气两相转换效率,提升冷却速度和均匀性;一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板的制备方法,首先在密闭的外壳内壁镶套一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板,然后制备多层蜂巢仿生吸液芯板,并且吸液芯板的表面需要沉积一层纳米结构,与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度和传热系数。

Description

一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法
技术领域
本发明涉及均热板领域,具体是一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法。
背景技术
由于电子设备微型化以及高性能成为核心的技术点,带来的热流密度增大问题,会导致电子设备的性能出现明显下降甚至出现失效,因此需要更加高效的散热方式。
根据CN111750719A一种石墨吸液芯超薄均热板及其制备方法,该方法制备的石墨吸液芯超薄均热板,吸液芯结构在水平方向的传热系数较优良,均热板相变传热响应面积大,传热性能大大增强,且制备过程中不会损害吸液芯的毛细结构,加工简单、可提升生产效率和降低生产成本。
但是现有技术中,超薄均热板内部空腔狭小,蒸汽腔的厚度一般在0.19mm-0.8mm,内部还需设计制造合适的吸液芯结构,以实现管内蒸汽与液体的高效循环,将蒸发段的热量快速运输至冷凝段,从而实现热量的快速传递,常规压扁型热管多采用沟槽、铜粉烧结、二维平面丝网、泡沫铜或其相互组合的复合式吸液芯结构,然而这些结构不适合制造超薄均热板,并且随着均热板厚度的降低,其内部汽-液高速对流引起的界面剪切力将会增大,其传热能力受到限制等问题。
为此,本发明提供一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,解决现有技术中制造的超薄均热板,其内部汽-液高速对流引起的界面剪切力增大,其传热能力受限问题,本发明提出一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括外壳和吸液芯板;所述外壳的内部开设有真空腔体;所述真空腔体的内壁固连有吸液芯板;所述吸液芯板包括有第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片;所述第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片的表面均开设有正六边形微孔,且第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板,并在吸液芯板内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板结构;所述吸液芯板的内部浸有液相工质;工作时,现有技术中,超薄均热板内部空腔狭小,蒸汽腔的厚度一般在0.19mm-0.8mm,内部还需设计制造合适的吸液芯结构,以实现管内蒸汽与液体的高效循环,将蒸发段的热量快速运输至冷凝段,从而实现热量的快速传递,常规压扁型热管多采用沟槽、铜粉烧结、二维平面丝网、泡沫铜或其相互组合的复合式吸液芯结构,然而这些结构不适合制造超薄均热板,并且随着均热板厚度的降低,其内部汽-液高速对流引起的界面剪切力将会增大,其传热能力受到限制等问题,通过本发明的一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,通过第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片的表面均开设有正六边形微孔,且第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板,并在吸液芯板内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板结构,在外壳的内壁镶套着一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板,浸满液相工质,外部热源在蒸发段输入热量,使工质蒸发、汽化,蒸汽流向冷凝段进行凝结,释放出来的汽化潜热送至外界,凝液缩进吸液芯里面,靠毛细压力的作用流回蒸发段,完成工质的自动循环,并且液相工质沿上下流动时,受到层与层间交错状结构的扰动,使得流固两相充分换热以带走热量,此种吸液芯板结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热,通过本发明采用蜂巢吸液芯结构,有效的增加了毛细吸力、减少流动阻力,增加液气两相转换效率,提升冷却速度和均匀性,此种微通道结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热。
优选的,所述吸液芯板的表面沉积有纳米层,用于对吸液芯板的吸液能力以及汽-液接触面积进行改善;工作时,在吸液芯板表面沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积;对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC)。
优选的,所述真空腔体的内部固连有扩散块;所述扩散块的表面开设有均匀布置的通孔;所述扩散块的底面靠近扩散块的侧面位置开设有连孔;所述连孔的内部固连有一对连管;其中一个所述连管的上端面位于连孔的正顶部位置;另一个所述连管的上端面位于远离连孔的顶部位置;两个所述连管的内表面均设有散热结构;工作时,通过在散热块的表面开设均匀布置的通孔,当散热块底部的液相工质气化后,会通过通孔直接向上传导并实现散热,当时当外壳局部受热时,会使得局部液相工质气化并实现散热,但是该状态下,散热面积只是局限于受热位置,为了进一步扩大散热面积,充分利用吸液芯板的导热作用,通过设置连管,通过将其中一个连管的上端面设置于远离连孔的顶部位置,使得扩散块一侧侧面底部位置与散热块另一侧侧面顶部位置直接连通,这样可以促进热源点直接与远离热源的位置导通散热,加速热量的快速散失。
优选的,所述散热结构包括有斜槽、通道和回流孔;两个所述连管的内表面均开设均匀布置的斜槽;两个所述连管的内部靠近对应斜槽位置均开设通道;所述通道与对应斜槽之间均开设回流孔;工作时,通过在连管的内部开设斜槽、通道和回流孔,当液相工质气化后,会通过通道向上流动,由于气化后的液相工质与管道的内表面接触,流动过程中,会有部分气体液化,并使得温度快速向着连管的内壁传导,进而温度会传导至扩散块的内部,通过扩散块实现快速分散并向上传导,通过斜槽,可以大幅增加连管的内表面,并且冷却后,重新液化后的液相工质会自动流入斜槽,然后再通过通道流入回流孔,最后通过回流孔导回,重新参与导热工作。
优选的,所述散热结构还可以包括有吸液芯环;所述吸液芯环包括有第一金属薄环、第二金属薄环和第三金属薄环;所述第一金属薄环、第二金属薄环和第三金属薄环的表面均开设有正六边形微孔,且第一金属薄环、第二金属薄环和第三金属薄环按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,并在吸液芯环内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯环结构;工作时,通过将散热结构采用吸液芯环,并且通过吸液芯环内部的第一金属薄环、第二金属薄环和第三金属薄环的表面均开设正六边形微孔,且第一金属薄环、第二金属薄环和第三金属薄环按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,吸液芯环虽然为环状结构,但是吸液芯环的结构类似于吸液芯板,可以起到与吸液芯板类似的功效,加速温度向着连管以及扩散块的内部传导,在连管的远离热源导通的过程中,使得热能向着远离热源方向传导,加速了热源位置的快速散热。
优选的,所述连管的内部固连有均匀布置的固定环;所述固定环的表面固连有膜片,且膜片的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪;工作时,通过设置固定环,通过固定环的内部固连有膜片,膜片可以对连管的内部进行分隔,并且通过对膜片的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪,使得膜片可以起到调压作用,进而在连管的内部加压,促进斜槽内部的液相工质回流。
优选的,所述扩散块的顶面固连有均匀布置的导热柱;所述吸液芯板的表面于导热柱位置均开设有安装孔,且导热柱均穿过对应安装孔,并与真空腔体的顶面之间固定连接;工作时,通过设置均匀的导热柱,且导热柱直接将扩散块和外壳连接,起到对扩散块的固定作用,同时使得扩散块内部的热量通过导热柱直接传导给外壳并散出,避免扩散块内部温度较高,高温使得液相工质重新在连管的内部气化,无法正常回流到扩散块的底部并参与散热工作。
优选的,所述通道的内部靠近对应通道的底部开口位置均固连有过滤棉;所述通道的内部靠近过滤棉位置开设有弧形孔;所述弧形孔的内部固连有顶板;所述弧形孔的内部于顶板位置固连有压力垫,且压力垫与顶板之间贴合密封;工作时,通过在通道的内部固连过滤棉,由于吸液芯板以及连管长时间工作后,金属表面物质经过反复温差变化,会渗入到液相工质的内部,并随着液相工质回流到热源一侧的吸液芯板内部,很容易对吸液芯板内部的微孔通道产生堵塞,影响导热效果,通过过滤棉可以对液相工质内部的渗入的物质进行过滤,保证长时间工作后,均热板仍然能过保持较好的散热能力,同时通过开设弧形孔,当过滤棉的表面蓄积较多杂质时,会影响内部气体和液体导通,当通道的内部压差较大时,液压会使得压力垫变形,进而液相工质可以通过压力垫与顶板之间导出。
优选的,所述过滤棉的表面固连有支撑环;所述支撑环的底面开设有均匀布置的导槽;所述导槽的内部均滑动连接有导块;所述导块的底面共同固连有压板;所述压板的表面开设有均匀布置的导孔;所述导槽的槽底均固连有压力囊,且压力囊均与对应连管的内部相互连通;工作时,通过设置支撑环,当均热板工作时,由于连管的内部气压力较大,部分直接导入到压力囊的内部,使得压力囊膨胀,通过压力囊会带动压板运动,此时压板会停止挤压过滤棉,当扩散块未工作时,压力囊收缩,进而会使得导块内收入对应导槽,导块内收过程中,会带动压板运动,并自动挤压过滤棉,促进过滤棉内部液相工质的导出。
一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板的制备方法,该制备方法适用于上述所述的5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括以下制备步骤:
S1:首先在密闭的外壳内部开设真空腔体,然后在真空腔体的内壁镶套一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板,并且浸满液相工质;
S2:在制备吸液芯板时,需要将第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片的表面均开设有正六边形微孔,且第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板,并在吸液芯板内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板结构;
S3:并且吸液芯板的表面需要沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积,对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,即得到手机蜂巢仿生吸液芯的均热板;与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC)。
本发明的有益之处在于:
1.本发明通过通过第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片的表面均开设有正六边形微孔,且第一金属薄片、第二金属薄片和第三金属薄片按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板,并在吸液芯板内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板结构,有效的增加了毛细吸力、减少流动阻力,增加液气两相转换效率,提升冷却速度和均匀性,此种微通道结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热。
2.本发明通过在吸液芯板的表面沉积纳米层,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积,并且对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法流程图;
图2为本实施例一中的均热板的立体图;
图3为本实施例一中的均热板的剖视图;
图4为本实施例一中的吸液芯板的结构示意图;
图5为本实施例一中的吸液芯板的俯视图;
图6为本实施例一中的扩散块的结构示意图;
图7为本实施例一中的散热结构的剖视图;
图8为本实施例一中的过滤棉的结构示意图;
图9为本实施例二中的散热结构的剖视图;
图10为本实施例三中的过滤棉的结构示意图。
图中:外壳1、吸液芯板2、第一金属薄片3、第二金属薄片4、第三金属薄片5、正六边形微孔6、扩散块7、通孔8、连管9、散热结构10、斜槽101、通道102、回流孔103、第一金属薄环104、第二金属薄环105、第三金属薄环106、膜片11、导热柱12、过滤棉13、弧形孔14、顶板15、压力垫16、支撑环17、导块18、压板19、压力囊20、过滤槽21、滤网22。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图2-8所示,一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括外壳1和吸液芯板2;所述外壳1的内部开设有真空腔体;所述真空腔体的内壁固连有吸液芯板2;所述吸液芯板2包括有第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5;所述第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5的表面均开设有正六边形微孔6,且第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板2,并在吸液芯板2内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板2结构;所述吸液芯板2的内部浸有液相工质;工作时,现有技术中,超薄均热板内部空腔狭小,蒸汽腔的厚度一般在0.19mm-0.8mm,内部还需设计制造合适的吸液芯结构,以实现管内蒸汽与液体的高效循环,将蒸发段的热量快速运输至冷凝段,从而实现热量的快速传递,常规压扁型热管多采用沟槽、铜粉烧结、二维平面丝网、泡沫铜或其相互组合的复合式吸液芯结构,然而这些结构不适合制造超薄均热板,并且随着均热板厚度的降低,其内部汽-液高速对流引起的界面剪切力将会增大,其传热能力受到限制等问题,通过本发明的一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,通过第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5的表面均开设有正六边形微孔6,且第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板2,并在吸液芯板2内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板2结构,在外壳1的内壁镶套着一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板2,浸满液相工质,外部热源在蒸发段输入热量,使工质蒸发、汽化,蒸汽流向冷凝段进行凝结,释放出来的汽化潜热送至外界,凝液缩进吸液芯里面,靠毛细压力的作用流回蒸发段,完成工质的自动循环,并且液相工质沿上下流动时,受到层与层间交错状结构的扰动,使得流固两相充分换热以带走热量,此种吸液芯板2结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热,通过本发明采用蜂巢吸液芯结构,有效的增加了毛细吸力、减少流动阻力,增加液气两相转换效率,提升冷却速度和均匀性,此种微通道102结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热。
为了进一步实现本发明的内容,所述吸液芯板2的表面沉积有纳米层,用于对吸液芯板2的吸液能力以及汽-液接触面积进行改善;工作时,在吸液芯板2表面沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积;对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC)。
为了进一步实现本发明的内容,所述真空腔体的内部固连有扩散块7;所述扩散块7的表面开设有均匀布置的通孔8;所述扩散块7的底面靠近扩散块7的侧面位置开设有连孔;所述连孔的内部固连有一对连管9;其中一个所述连管9的上端面位于连孔的正顶部位置;另一个所述连管9的上端面位于远离连孔的顶部位置;两个所述连管9的内表面均设有散热结构10;工作时,通过在散热块的表面开设均匀布置的通孔8,当散热块底部的液相工质气化后,会通过通孔8直接向上传导并实现散热,当时当外壳1局部受热时,会使得局部液相工质气化并实现散热,但是该状态下,散热面积只是局限于受热位置,为了进一步扩大散热面积,充分利用吸液芯板2的导热作用,通过设置连管9,通过将其中一个连管9的上端面设置于远离连孔的顶部位置,使得扩散块7一侧侧面底部位置与散热块另一侧侧面顶部位置直接连通,这样可以促进热源点直接与远离热源的位置导通散热,加速热量的快速散失。
为了进一步实现本发明的内容,所述散热结构10包括有斜槽101、通道102和回流孔103;两个所述连管9的内表面均开设均匀布置的斜槽101;两个所述连管9的内部靠近对应斜槽101位置均开设通道102;所述通道102与对应斜槽101之间均开设回流孔103;工作时,通过在连管9的内部开设斜槽101、通道102和回流孔103,当液相工质气化后,会通过通道102向上流动,由于气化后的液相工质与管道的内表面接触,流动过程中,会有部分气体液化,并使得温度快速向着连管9的内壁传导,进而温度会传导至扩散块7的内部,通过扩散块7实现快速分散并向上传导,通过斜槽101,可以大幅增加连管9的内表面,并且冷却后,重新液化后的液相工质会自动流入斜槽101,然后再通过通道102流入回流孔103,最后通过回流孔103导回,重新参与导热工作。
为了进一步实现本发明的内容,所述连管9的内部固连有均匀布置的固定环;所述固定环的表面固连有膜片11,且膜片11的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪;工作时,通过设置固定环,通过固定环的内部固连有膜片11,膜片11可以对连管9的内部进行分隔,并且通过对膜片11的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪,使得膜片11可以起到调压作用,进而在连管9的内部加压,促进斜槽101内部的液相工质回流。
为了进一步实现本发明的内容,所述扩散块7的顶面固连有均匀布置的导热柱12;所述吸液芯板2的表面于导热柱12位置均开设有安装孔,且导热柱12均穿过对应安装孔,并与真空腔体的顶面之间固定连接;工作时,通过设置均匀的导热柱12,且导热柱12直接将扩散块7和外壳1连接,起到对扩散块7的固定作用,同时使得扩散块7内部的热量通过导热柱12直接传导给外壳1并散出,避免扩散块7内部温度较高,高温使得液相工质重新在连管9的内部气化,无法正常回流到扩散块7的底部并参与散热工作。
为了进一步实现本发明的内容,所述通道102的内部靠近对应通道102的底部开口位置均固连有过滤棉13;所述通道102的内部靠近过滤棉13位置开设有弧形孔14;所述弧形孔14的内部固连有顶板15;所述弧形孔14的内部于顶板15位置固连有压力垫16,且压力垫16与顶板15之间贴合密封;工作时,通过在通道102的内部固连过滤棉13,由于吸液芯板2以及连管9长时间工作后,金属表面物质经过反复温差变化,会渗入到液相工质的内部,并随着液相工质回流到热源一侧的吸液芯板2内部,很容易对吸液芯板2内部的微孔通道102产生堵塞,影响导热效果,通过过滤棉13可以对液相工质内部的渗入的物质进行过滤,保证长时间工作后,均热板仍然能过保持较好的散热能力,同时通过开设弧形孔14,当过滤棉13的表面蓄积较多杂质时,会影响内部气体和液体导通,当通道102的内部压差较大时,液压会使得压力垫16变形,进而液相工质可以通过压力垫16与顶板15之间导出。
为了进一步实现本发明的内容,所述过滤棉13的表面固连有支撑环17;所述支撑环17的底面开设有均匀布置的导槽;所述导槽的内部均滑动连接有导块18;所述导块18的底面共同固连有压板19;所述压板19的表面开设有均匀布置的导孔;所述导槽的槽底均固连有压力囊20,且压力囊20均与对应连管9的内部相互连通;工作时,通过设置支撑环17,当均热板工作时,由于连管9的内部气压力较大,部分直接导入到压力囊20的内部,使得压力囊20膨胀,通过压力囊20会带动压板19运动,此时压板19会停止挤压过滤棉13,当扩散块7未工作时,压力囊20收缩,进而会使得导块18内收入对应导槽,导块18内收过程中,会带动压板19运动,并自动挤压过滤棉13,促进过滤棉13内部液相工质的导出。
一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板的制备方法,该制备方法适用于上述所述的5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括以下制备步骤:
S1:首先在密闭的外壳1内部开设真空腔体,然后在真空腔体的内壁镶套一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板2,并且浸满液相工质;
S2:在制备吸液芯板2时,需要将第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5的表面均开设有正六边形微6孔,且第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板2,并在吸液芯板2内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板2结构;
S3:并且吸液芯板2的表面需要沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积,对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,即得到手机蜂巢仿生吸液芯的均热板;与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC)。
实施例二
请参阅图9所示,对比实施例一,其中散热结构的另一种实施方式为,所述散热结构10还可以包括有吸液芯环;所述吸液芯环包括有第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106;所述第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106的表面均开设有正六边形微孔6,且第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,并在吸液芯环内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯环结构;工作时,通过将散热结构10采用吸液芯环,并且通过吸液芯环内部的第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106的表面均开设正六边形微孔6,且第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,吸液芯环虽然为环状结构,但是吸液芯环的结构类似于吸液芯板2,可以起到与吸液芯板2类似的功效,加速温度向着连管9以及扩散块7的内部传导,在连管9的远离热源导通的过程中,使得热能向着远离热源方向传导,加速了热源位置的快速散热。
实施例三
请参阅图10所示,作为本发明的另一种实施方式,通过将过滤棉13的表面开设均匀布置的过滤槽21,且过滤槽21的内部侧面位置均为褶皱状态的结构设计,同时在过滤槽21的内部侧面增过滤网22,形成类似滤袋的结构,同时通过褶皱的侧面,使得褶皱状态的侧面面积大幅增加;工作时,当液相工质长时间经过过滤槽21过滤后,液相工质内部的渗入杂质会在滤网22褶皱面蓄积,有利于杂质困入于过滤网22的褶皱面的内部,避免大量蓄积的杂质在过滤槽21的内部流动,影响过滤效率,同时当褶皱内部蓄积较多杂质时,液相工质仍然可以通过褶皱结构靠外侧过滤,并向下渗出,提高过滤棉13的使用寿命。
工作原理,通过第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5的表面均开设有正六边形微孔6,且第一金属薄片3、第二金属薄片4和第三金属薄片5按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板2,并在吸液芯板2内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板2结构,在外壳1的内壁镶套着一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板2,浸满液相工质,外部热源在蒸发段输入热量,使工质蒸发、汽化,蒸汽流向冷凝段进行凝结,释放出来的汽化潜热送至外界,凝液缩进吸液芯里面,靠毛细压力的作用流回蒸发段,完成工质的自动循环,并且液相工质沿上下流动时,受到层与层间交错状结构的扰动,使得流固两相充分换热以带走热量,此种吸液芯板2结构在多层叠合增加换热面积的同时,利用层间微孔单元交错扰动抑制热边界层充分发展,进一步强化传热;在吸液芯板2表面沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积;对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,与传统样品相比,超亲水吸液芯和超疏水冷凝表面匹配的均热板具有更高的沸腾传热的临界热流密度(CHF)和传热系数(HTC);通过在散热块的表面开设均匀布置的通孔8,当散热块底部的液相工质气化后,会通过通孔8直接向上传导并实现散热,当时当外壳1局部受热时,会使得局部液相工质气化并实现散热,但是该状态下,散热面积只是局限于受热位置,为了进一步扩大散热面积,充分利用吸液芯板2的导热作用,通过设置连管9,通过将其中一个连管9的上端面设置于远离连孔的顶部位置,使得扩散块7一侧侧面底部位置与散热块另一侧侧面顶部位置直接连通,这样可以促进热源点直接与远离热源的位置导通散热,加速热量的快速散失;通过在连管9的内部开设斜槽101、通道102和回流孔103,当液相工质气化后,会通过通道102向上流动,由于气化后的液相工质与管道的内表面接触,流动过程中,会有部分气体液化,并使得温度快速向着连管9的内壁传导,进而温度会传导至扩散块7的内部,通过扩散块7实现快速分散并向上传导,通过斜槽101,可以大幅增加连管9的内表面,并且冷却后,重新液化后的液相工质会自动流入斜槽101,然后再通过通道102流入回流孔103,最后通过回流孔103导回,重新参与导热工作;散热结构10还可以采用吸液芯环,并且通过吸液芯环内部的第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106的表面均开设正六边形微孔6,且第一金属薄环104、第二金属薄环105和第三金属薄环106按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,吸液芯环虽然为环状结构,但是吸液芯环的结构类似于吸液芯板2,可以起到与吸液芯板2类似的功效,加速温度向着连管9以及扩散块7的内部传导,在连管9的远离热源导通的过程中,使得热能向着远离热源方向传导,加速了热源位置的快速散热;通过设置固定环,通过固定环的内部固连有膜片11,膜片11可以对连管9的内部进行分隔,并且通过对膜片11的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪,使得膜片11可以起到调压作用,进而在连管9的内部加压,促进斜槽101内部的液相工质回流;通过设置均匀的导热柱12,且导热柱12直接将扩散块7和外壳1连接,起到对扩散块7的固定作用,同时使得扩散块7内部的热量通过导热柱12直接传导给外壳1并散出,避免扩散块7内部温度较高,高温使得液相工质重新在连管9的内部气化,无法正常回流到扩散块7的底部并参与散热工作;通过在通道102的内部固连过滤棉13,由于吸液芯板2以及连管9长时间工作后,金属表面物质经过反复温差变化,会渗入到液相工质的内部,并随着液相工质回流到热源一侧的吸液芯板2内部,很容易对吸液芯板2内部的微孔通道102产生堵塞,影响导热效果,通过过滤棉13可以对液相工质内部的渗入的物质进行过滤,保证长时间工作后,均热板仍然能过保持较好的散热能力,同时通过开设弧形孔14,当过滤棉13的表面蓄积较多杂质时,会影响内部气体和液体导通,当通道102的内部压差较大时,液压会使得压力垫16变形,进而液相工质可以通过压力垫16与顶板15之间导出;通过设置支撑环17,当均热板工作时,由于连管9的内部气压力较大,部分直接导入到压力囊20的内部,使得压力囊20膨胀,通过压力囊20会带动压板19运动,此时压板19会停止挤压过滤棉13,当扩散块7未工作时,压力囊20收缩,进而会使得导块18内收入对应导槽,导块18内收过程中,会带动压板19运动,并自动挤压过滤棉13,促进过滤棉13内部液相工质的导出。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括外壳(1)和吸液芯板(2);其特征在于:所述外壳(1)的内部开设有真空腔体;所述真空腔体的内壁固连有吸液芯板(2);所述吸液芯板(2)包括有第一金属薄片(3)、第二金属薄片(4)和第三金属薄片(5);所述第一金属薄片(3)、第二金属薄片(4)和第三金属薄片(5)的表面均开设有正六边形微孔(6),且第一金属薄片(3)、第二金属薄片(4)和第三金属薄片(5)按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板(2),并在吸液芯板(2)内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板(2)结构;所述吸液芯板(2)的内部浸有液相工质。
2.根据权利要求1所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述吸液芯板(2)的表面沉积有纳米层,用于对吸液芯板(2)的吸液能力以及汽-液接触面积进行改善。
3.根据权利要求2所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述真空腔体的内部固连有扩散块(7);所述扩散块(7)的表面开设有均匀布置的通孔(8);所述扩散块(7)的底面靠近扩散块(7)的侧面位置开设有连孔;所述连孔的内部固连有一对连管(9);其中一个所述连管(9)的上端面位于连孔的正顶部位置;另一个所述连管(9)的上端面位于远离连孔的顶部位置;两个所述连管(9)的内表面均设有散热结构(10)。
4.根据权利要求3所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述散热结构(10)包括有斜槽(101)、通道(102)和回流孔(103);两个所述连管(9)的内表面均开设均匀布置的斜槽(101);两个所述连管(9)的内部靠近对应斜槽(101)位置均开设通道(102);所述通道(102)与对应斜槽(101)之间均开设回流孔(103)。
5.根据权利要求3所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述散热结构(10)还可以包括有吸液芯环;所述吸液芯环包括有第一金属薄环(104)、第二金属薄环(105)和第三金属薄环(106);所述第一金属薄环(104)、第二金属薄环(105)和第三金属薄环(106)的表面均开设有正六边形微孔(6),且第一金属薄环(104)、第二金属薄环(105)和第三金属薄环(106)按正反方式层层叠合,形成吸液芯环,并在吸液芯环内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯环结构。
6.根据权利要求4所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述连管(9)的内部固连有均匀布置的固定环;所述固定环的表面固连有膜片(11),且膜片(11)的表面由其中心点延其径向方向进行均匀裁剪。
7.根据权利要求6所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述扩散块(7)的顶面固连有均匀布置的导热柱(12);所述吸液芯板(2)的表面于导热柱(12)位置均开设有安装孔,且导热柱(12)均穿过对应安装孔,并与真空腔体的顶面之间固定连接。
8.根据权利要求7所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述通道(102)的内部靠近对应通道(102)的底部开口位置均固连有过滤棉(13);所述通道(102)的内部靠近过滤棉(13)位置开设有弧形孔(14);所述弧形孔(14)的内部固连有顶板(15);所述弧形孔(14)的内部于顶板(15)位置固连有压力垫(16),且压力垫(16)与顶板(15)之间贴合密封。
9.根据权利要求8所述一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,其特征在于:所述过滤棉(13)的表面固连有支撑环(17);所述支撑环(17)的底面开设有均匀布置的导槽;所述导槽的内部均滑动连接有导块(18);所述导块(18)的底面共同固连有压板(19);所述压板(19)的表面开设有均匀布置的导孔;所述导槽的槽底均固连有压力囊(20),且压力囊(20)均与对应连管(9)的内部相互连通。
10.一种5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板的制备方法,其特征在于:该制备方法适用于权利要求1-9中任意一项所述的5G手机蜂巢仿生吸液芯的均热板,包括以下制备步骤:
S1:首先在密闭的外壳(1)内部开设真空腔体,然后在真空腔体的内壁镶套一层多孔毛细仿生结构的吸液芯板(2),并且浸满液相工质;
S2:在制备吸液芯板(2)时,需要将第一金属薄片(3)、第二金属薄片(4)和第三金属薄片(5)的表面均开设有正六边形微孔(6),且第一金属薄片(3)、第二金属薄片(4)和第三金属薄片(5)按正反方式上下层层叠合,形成吸液芯板(2),并在吸液芯板(2)内部形成交错扰流的蜂窝形吸液芯板(2)结构;
S3:并且吸液芯板(2)的表面需要沉积一层纳米结构,增强吸液芯的吸液能力和汽-液接触面积,对冷凝表面进行超疏水改性处理,冷凝液滴通过弹跳和重力的作用回流到蒸发段中,缩短液体回流的路径,即得到手机蜂巢仿生吸液芯的均热板。
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