CN113512665A - 一种合金材料的特殊水道设计的散热台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金材料的特殊水道设计的散热台，包括：样品放置台、与所述样品放置台相抵触设置的石墨烯加热结构、与所述石墨烯加热结构相抵触设置的散热结构及用于包裹所述散热结构的保护罩；所述散热结构包括与所述石墨烯加热结构相抵触的散热台及散热台连通的散热管道，所述散热台的中间部位开设有水管通槽，所述水管通槽内嵌合有散热管道；所述散热台内部开设有多个水路环形槽，所述水路环形槽与所述水管通槽相相连通。根据本发明，能够满足金刚石在大功率情况下散热的需求，而且成本不高。

Description

一种合金材料的特殊水道设计的散热台
技术领域
本发明涉及金刚石的技术领域，特别涉及一种合金材料的特殊水道设计的散热台。
背景技术
金刚石薄膜以其优越的性能成为21世纪的新型功能材料。从20世纪80年代初开始，一直受到世界各国的广泛重视，因为金刚石膜具有一系列优异性能十分接近自然界中金刚石，具有最高硬度，高的弹性模量，极低的摩擦系数，极高的热导率，高的室温电阻率，极佳的绝缘性能，又有很高的电子和空穴转移率，并且在较宽的光波段范围内透明，具有较高的禁带宽度，成为新一代的功能半导体材料；同时它还具有极好的耐酸碱，抗腐蚀性是很好的耐蚀材料。作为电极材料它不同于普通的金属电极，因为它表面的共价结构、很宽的带隙和掺杂等，性能大大优于传统的玻璃碳、热解石墨及其他形式的电极；金刚石膜电极有很宽的势窗、很小的背景电流、很高的化学和电化学稳定性、没有有机物和生物化合物的吸附、其电化学响应在很长的时间内保持稳定、耐腐蚀等，可用于对有毒有机化合物的电化学处理，高灵敏度有害化合物的探测及分析，特别是微电极可用于生物细胞组织中核酸及微量成分的测量和监控。金刚石与水介质问有效势垒高达3V(激活碳是1V)，可用来制备高电容比的电容器。另外，由于微型金刚石电极的稳定性，仅有小的电容漏电流和欧姆电阻变化，因而可在微秒时间尺度内，经由电压测量来研究快速动态过程。这些集力学、电学、热学、声学、光学、耐腐蚀等各种优异性能于一体的薄膜材料在未来全球应用领域中显示出强大的生命力。现有的金刚石在生长的过程中，散热台不能在大功率的工作情况下满足要求，散热台的效果不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种合金材料的特殊水道设计的散热台，能够满足金刚石在大功率情况下散热的需求，而且成本不高。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种合金材料的特殊水道设计的散热台，包括：
样品放置台、与所述样品放置台相抵触设置的石墨烯加热结构、与所述石墨烯加热结构相抵触设置的散热结构及用于包裹所述散热结构的保护罩；
所述散热结构包括与所述石墨烯加热结构相抵触的散热台及散热台连通的散热管道，所述散热台的中间部位开设有水管通槽，所述水管通槽内嵌合有散热管道；
所述散热台内部开设有多个水路环形槽，所述水路环形槽与所述水管通槽相相连通。
优选的，所述石墨烯加热结构包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。
优选的，所述加热台的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩。
优选的，多个所述水路环形槽之间相邻设置，且水路环形槽沿所述散热台的端面呈环形排列。
优选的，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置。
优选的，所述加热台的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
优选的，所述散热台的材质均为铜锡合金材料，所述样品放置台的材料为MT合金。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：通过石墨烯加热结构与散热结构可以对样品放置台同时进行加热和散热的操作，而且可以达到更宽泛的温度控制区间，能同时满足加热和散热的需求，而且在散热台内部开设多个水路环形槽，避免散热水管与散热台焊接产生气泡和焊接的问题，使得散热量和水道的内表面积大小容易统一，减小散热的不均匀性。
附图说明
图1为根据本发明的合金材料的特殊水道设计的散热台的结构示意图；
图2为根据本发明的合金材料的特殊水道设计的散热台的散热台半剖结构示意图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-2，一种合金材料的特殊水道设计的散热台，包括：样品放置台1、与所述样品放置台1相抵触设置的石墨烯加热结构2、与所述石墨烯加热结构2相抵触设置的散热结构3及用于包裹所述散热结构3的保护罩4；所述散热结构3包括与所述石墨烯加热结构2相抵触的散热台31及散热台31连通的散热管道，所述散热台31的中间部位开设有水管通槽，所述水管通槽内嵌合有散热管道；所述散热台31内部开设有多个水路环形槽311，所述水路环形槽311与所述水管通槽相相连通，通过在散热台31内部开设水路环形槽311，避免了散热水管与散热台31焊接时发生气泡，导致散热不均匀，而且使得散热量和水道的内表面积大小很容易做到统一规格，保证每一个个体之间变量差别；所述石墨烯加热结构2包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝，当样品放置于样品放置台1上后，可通过石墨烯加热结构2与散热结构3进行同时加热和散热的功能，使得在样品放置台1上的样品稳定的保持在所需的温度中，而且在工作开始时，散热结构3停止散热，通过石墨烯加热结构2预热到工作温度，接着石墨烯加热结构2的工作功率达到一定值此时石墨烯加热结构2与散热结构3同时工作达到所需的温度，使得该工作台可以调整更宽泛的温度控制区间。
进一步的，所述石墨烯加热结构2包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。
进一步的，所述加热台31的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩4。
进一步的，多个所述水路环形槽311之间相邻设置，且水路环形槽311沿所述散热台31的端面呈环形排列。
进一步的，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置。
进一步的，所述加热台31的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
进一步的，所述散热台31的材质均为铜锡合金材料，将散热台31换成铜锡合金的配比来降低散热效率来满足现有结构的需求，如下表一，所述样品放置台1的材料为MT合金，样品放置台1在粉末冶炼时加入少量的Ag，可以进一步提高导电率和热交换效率。
表一 散热台的合金配比数据
Figure BDA0003162253180000051
而且通过参考以上配比得到于无氧铜结构的换算值，来满足各种需求。使用无氧铜的结构满足6kW的设计要求使用铜银合金进一步提供导电率和热交换效率根据我们的实际设计结构，通过仿真和实际热力学模型实测，制作相关对应关系都到相应的配比。Cu/Ag基本比例2％。
工作原理：当工作初期，散热水道内停止注水。利用石墨烯加热片预热到工作温度，利用石墨烯非常好的导热性，能同时满足加热和散热需求，进入原来操作流程，等离子启辉到某一功率值，根据需求调节散热水道的流量，将样品台的温度控制在某一点，随着输入功率的加大，减小加热器的功率，并提高散热水道的流量，始终将样品台的温度控制在某一点，当输入功率超过临界点时，关闭加热器，提高散热水道的流量，或者当发现样品台工作温度不够时，可打开加热器，降低散热效率。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，包括：
样品放置台(1)、与所述样品放置台(1)相抵触设置的石墨烯加热结构(2)、与所述石墨烯加热结构(2)相抵触设置的散热结构(3)及用于包裹所述散热结构(3)的保护罩(4)；
所述散热结构(3)包括与所述石墨烯加热结构(2)相抵触的散热台(31)及散热台(31)连通的散热管道，所述散热台(31)的中间部位开设有水管通槽，所述水管通槽内嵌合有散热管道；
所述散热台(31)内部开设有多个水路环形槽(311)，所述水路环形槽(311)与所述水管通槽相相连通。
2.如权利要求1所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，所述石墨烯加热结构(2)包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。
3.如权利要求1所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，所述加热台(31)的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩(4)。
4.如权利要求3所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，多个所述水路环形槽(311)之间相邻设置，且水路环形槽(311)沿所述散热台(31)的端面呈环形排列。
5.如权利要求2所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置。
6.如权利要求1所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，所述加热台(31)的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
7.如权利要求1所述的一种合金材料的特殊水道设计的散热台，其特征在于，所述散热台(31)的材质均为铜锡合金材料，所述样品放置台(1)的材料为MT合金。
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