CN114322617A - 一种强化传热的热管 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种强化传热的热管，涉及半导体器件散热技术领域，用于改善沟槽式热管回流驱动力差的问题。该热管包括管体，所述管体包括相互连接的蒸发段和冷凝段，所述管体具有管腔，所述管腔贯通所述蒸发段和所述冷凝段；位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面具有亲水性，在沿远离所述冷凝段的方向上，位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大；位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面具有疏水性，在远离所述蒸发段的方向上，位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。本申请一方面能够提高热管的回流驱动力，另一方面强化了冷凝段的冷凝效果以及蒸发段的沸腾效果，增强了热管的工作性能。

Description

一种强化传热的热管

技术领域

本申请涉及半导体器件散热技术领域，尤其涉及一种强化传热的热管。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，芯片等电子设备朝着微型化、集成化、高功率方向发展。由于电子设备结构尺寸的减小与功率的增加，对狭小空间内高热流密度进行高效散热的挑战日益严峻。

热管因其热响应快，尺寸形状可定制等优点成为高热流密度微型电子设备散热的理想器件。热管利用工质相变传热，可以达到高出一般金属散热材料一个数量级的传热系数。其中，传统沟槽式热管具有结构简单，重量轻，高渗透性等优点，是电子设备微型化、集中化趋势下的优选散热器件。

然而，上述的沟槽式热管存在工质回流驱动力差的缺点，影响沟槽式热管的工作性能。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本申请实施例提供一种强化传热的热管，一方面能够提高热管的回流驱动力，另一方面强化了冷凝段的冷凝效果以及蒸发段的沸腾效果，增强了热管的工作性能。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请实施例提供的一种强化传热的热管，应用于电子设备，该热管包括管体，所述管体包括相互连接的蒸发段和冷凝段，位于所述蒸发段的所述管体的外壁面与所述电子设备抵接；所述管体具有管腔，所述管腔贯通所述蒸发段和所述冷凝段；

位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面具有亲水性，在沿远离所述冷凝段的方向上，位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大；

位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面具有疏水性，在远离所述蒸发段的方向上，位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。

本申请实施例提供的强化传热的热管，一方面，冷凝段的疏水性内壁面可以促进冷凝液滴保持珠状冷凝，强化了冷凝传热。同时，蒸发段进行粗糙度处理后的表面不平整，存在许多空穴，这些空穴为冷凝液沸腾提供了气化核心，强化了沸腾传热。而且蒸发段的亲水性内壁面亲水疏气，可使冷凝液在气泡脱离后及时补充至亲水性内壁面，强化了沸腾传热。另一方面，通过使蒸发段的内壁面具有亲水性，并且蒸发段的内壁面的粗糙度朝远离冷凝段的方向逐渐增大，这样，沿亲水性内壁面粗糙度增大的方向表面自由能逐渐增大，给冷凝液从冷凝段向蒸发段回流提供了驱动力。通过使冷凝段的内壁面具有疏水性，并且冷凝段的内壁面的粗糙度朝远离蒸发段的方向逐渐增大，这样，沿疏水性内壁面粗糙度减小的方向表面自由能逐渐增大，同样给冷凝液从冷凝段向蒸发段回流提供了驱动力，从而提高了热管的回流驱动力。再一方面，相比于传统的沟槽式热管，本申请可以增强热管在逆重力倾角下的工作性能，有利于增大热管可工作的逆重力倾角范围。综上所述，上述设置增强了热管的工作性能。

在一种可能的实现方式中，所述管体还包括绝热段，所述绝热段位于所述蒸发段和所述冷凝段之间，且连接所述蒸发段和所述冷凝段，所述管腔贯通所述绝热段。

所述管腔的内壁面设置有多个沟槽，多个所述沟槽沿所述管腔的内周均匀排布，且多个所述沟槽的延伸方向与所述管体的延伸方向相同；多个所述沟槽至少分布于所述绝热段上。

这样，可以增强冷凝液在绝热段的流动能力，从而提高冷凝液的回流能力。

在一种可能的实现方式中，多个所述沟槽分布于所述蒸发段和所述冷凝段上。

这样，进一步强化了冷凝段和蒸发段的传热，并且强化了冷凝液的回流能力，从而增强热管的工作性能。

在一种可能的实现方式中，位于所述绝热段的所述管腔的内壁面具有亲水性，在远离所述冷凝段的方向上，位于所述蒸发段和所述绝热段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。

或，位于所述绝热段的所述管腔的内壁面具有疏水性，在远离所述蒸发段的方向上，位于所述冷凝段和所述绝热段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。

这样，可以进一步增加绝热段的回流驱动力，从而增强热管的工作性能。

在一种可能的实现方式中，位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面设置有多个间隔排布的核化凸起，所述核化凸起具有亲水性的外表面。

这样，可以进一步提高冷凝段的冷凝效率，从而提高热管的工作性能。

在一种可能的实现方式中，所述核化凸起的分布密度朝靠近所述蒸发段的方向逐渐增大。

这样，由于核化凸起的表面自由能大于冷凝段疏水性表面的表面自由能，因此，沿着核化凸起的分布密度增大的方向，表面自由能增大，给冷凝液向蒸发段回流提供了驱动力。

在一种可能的实现方式中，所述核化凸起的形状为圆柱状，所述核化凸起的直径介于10-20μm。

在一种可能的实现方式中，相邻所述核化凸起之间的距离介于30-100μm。

这样，一方面可以使核化凸起起强化冷凝的作用，另一方面可以降低核化凸起的制造难度。

在一种可能的实现方式中，位于所述蒸发段和冷凝段的所述管腔的内壁面的粗糙度介于13-100μm。

这样，一方面可以降低蒸发段和冷凝段的制造难度，另一方面配合蒸发段内壁面的亲水性和冷凝段内壁面的疏水性可以使蒸发段和冷凝段具有较好的回流驱动力。

在一种可能的实现方式中，沿所述管体的延伸方向，所述管腔的截面形状为矩形、圆形、椭圆形或半圆形。

在一种可能的实现方式中，沿所述管体的延伸方向，所述热管的长度介于70-2000mm。

在一种可能的实现方式中，所述管体的材质包括铝、银、铜中的一种或多种。

这样，可以使热管的工作性能更好。

在一种可能的实现方式中，沿所述沟槽的延伸方向，所述沟槽的截面形状为三角形或倒梯形。

在一种可能的实现方式中，沿所述沟槽的延伸方向，所述沟槽的宽度介于0.2-1mm。

在一种可能的实现方式中，所述沟槽的深度介于0.2-1mm。

这样，一方面可以降低沟槽的制造难度，另一方面可以提高沟槽的换热性能以及提供毛细力。

本申请的构造以及它的其他申请目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种强化传热的热管的局部示意图；

图2为本申请实施例提供的一种强化传热的热管的管腔内壁面的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的冷凝液滴的运动示意图；

图4为本申请实施例提供的强化传热的热管的工作原理示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种强化传热的热管的剖面示意图；

图6为本申请实施例提供的再一种强化传热的热管的剖面示意图。

附图标记说明：

100-热管；

110-管体；

111-蒸发段；

112-冷凝段；

113-绝热段；

120-管腔；

130-沟槽；

140-核化凸起；

200-冷凝液滴。

具体实施方式

传统的沟槽式热管是在管体的管腔中设置沟槽，沟槽式热管包括冷凝段、蒸发段和绝热段，其中，蒸发段的外表面和待散热电子设备接触，用于冷却待散热电子设备，冷凝段的外表面和外部空气或其他冷源接触进行散热。然而，传统的沟槽式热管的管腔中的工质从冷凝段向蒸发段回流的驱动力较差，导致管腔中的工质循环性能较差，从而影响沟槽式热管的工作性能。

针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种强化传热的热管，一方面，冷凝段的疏水性内壁面可以促进冷凝液滴保持珠状冷凝，强化了冷凝传热。同时，蒸发段进行粗糙度处理后的表面不平整，存在许多空穴，这些空穴为冷凝液沸腾提供了气化核心，强化了沸腾传热。而且蒸发段的亲水性内壁面亲水疏气，可使冷凝液在气泡脱离后及时补充至亲水性内壁面，强化了沸腾传热。另一方面，通过使蒸发段的内壁面具有亲水性，并且蒸发段的内壁面的粗糙度朝远离冷凝段的方向逐渐增大，这样，沿亲水性内壁面粗糙度增大的方向表面自由能逐渐增大，给冷凝液从冷凝段向蒸发段回流提供了驱动力。通过使冷凝段的内壁面具有疏水性，并且冷凝段的内壁面的粗糙度朝远离蒸发段的方向逐渐增大，这样，沿疏水性内壁面粗糙度减小的方向表面自由能逐渐增大，同样给冷凝液从冷凝段向蒸发段回流提供了驱动力，从而提高了热管的回流驱动力。再一方面，相比于传统的沟槽式热管，本申请可以增强热管在逆重力倾角下的工作性能，有利于增大热管可工作的逆重力倾角范围。综上所述，上述设置增强了热管的工作性能。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为本申请实施例提供的一种强化传热的热管的局部示意图。图2为本申请实施例提供的一种强化传热的热管的管腔内壁面的结构示意图。图3为本申请实施例提供的冷凝液滴的运动示意图。图4为本申请实施例提供的强化传热的热管的工作原理示意图。图5为本申请实施例提供的另一种强化传热的热管的剖面示意图。图6为本申请实施例提供的再一种强化传热的热管的剖面示意图。参照图1-图6所示，本申请实施例提供一种强化传热的热管。

如图1和图2所示，该热管100应用于电子设备，包括管体110，管体110包括相互连接的蒸发段111和冷凝段112，管体110具有管腔120，管腔120贯通蒸发段111和冷凝段112。

需要说明的是，电子设备可以是现场可编程逻辑门阵列（Field ProgrammableGate Array，简称FPGA）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）、复杂可编程逻辑器件（Complex Programming Logic Device，简称CPLD）、图形处理器（Graphics Processing Unit，简称GPU）、中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）以及手机等需要散热的电子设备。

可以理解的是，位于蒸发段111的管体110外表面与待散热电子设备接触，用于冷却待散热电子设备，位于冷凝段112的管体110外表面与外部空气或其他冷源接触进行散热。管腔120为封闭的腔体，管腔120内装有冷却工质，冷却工质可以在管腔120内发生汽化和冷凝，从而使热管100可以吸热和放热。

具体的，位于蒸发段111的管腔120的内壁面具有亲水性，且位于蒸发段111的管腔120的内壁面的粗糙度朝远离冷凝段112的方向逐渐增大；位于冷凝段112的管腔120的内壁面具有疏水性，且位于冷凝段112的管腔120的内壁面的粗糙度朝远离蒸发段111的方向逐渐增大。图2中，a方向和b方向分别表示蒸发段111和冷凝段112的粗糙度增大的方向。

在本申请实施例中，管腔120的内壁面具有亲水性或疏水性，指管腔120的内壁面设置有亲水性膜层或疏水性膜层。具体的，可以在管腔120的内壁面沉积亲水纳米材料或疏水纳米材料。例如：采用化学气相沉积或化学修饰方法在管腔120内壁面形成氟硅烷层，从而使管腔120内壁面具有疏水性。此外还可以采用等离子体处理或激光切割的方法对管腔120内壁面进行亲水性处理。

需要说明的是，第一方面，冷凝段112的疏水性内壁面可以促进冷凝液滴200保持珠状冷凝，强化了冷凝传热。同时，蒸发段111进行粗糙度处理后的表面不平整，存在许多空穴，这些空穴为冷凝液沸腾提供了气化核心，强化了沸腾传热。而且蒸发段111的亲水性内壁面亲水疏气，可使冷凝液在气泡脱离后及时补充至亲水性内壁面，强化了沸腾传热。第二方面，通过使蒸发段111的内壁面具有亲水性，并且蒸发段111的内壁面的粗糙度朝远离冷凝段112的方向逐渐增大，这样，沿亲水性内壁面粗糙度增大的方向表面自由能逐渐增大，给冷凝液从冷凝段112向蒸发段111回流提供了驱动力。通过使冷凝段112的内壁面具有疏水性，并且冷凝段112的内壁面的粗糙度朝远离蒸发段111的方向逐渐增大，这样，沿疏水性内壁面粗糙度减小的方向表面自由能逐渐增大，同样给冷凝液从冷凝段112向蒸发段111回流提供了驱动力，从而提高了热管100的回流驱动力。第三方面，相比于传统的沟槽式热管，在本申请实施例中，由于增强了热管100的回流驱动力，因此可以增强热管100在逆重力倾角下的工作性能，有利于增大热管100可工作的逆重力倾角范围。综上所述，上述设置增强了热管100的工作性能。

回流驱动力增强的具体原理分析如下：

式（1）

其中，r是表面粗糙度比，是真实固体的表面积与表观面积之比；θ ^*是表观接触角；θ是理想接触角。

由式（1）的Wenzel（温泽）模型得知，表面粗糙度对表观接触角有直接影响。

如图3所示，图中所示为冷凝段112的管腔120表面的一个冷凝液滴200，其中，虚线箭头c表示粗糙度减小的方向，图中冷凝液滴200与冷凝段112的管腔120内壁面接触处的表面粗糙度比分别为r ₁和r ₂，因为冷凝液滴200左侧的粗糙度大于右侧的粗糙度，因此r ₁>r ₂。由于冷凝段112的管腔120内壁面为疏水性表面，可知cosθ<0，因此，由式(1)可得：

cosθ ₁ ^*<cosθ ₂ ^* 式（2）

由式（2）可得：

θ ₁ ^*>θ ₂ ^* 式（3）

根据式（3）可知：疏水性表面粗糙度越大的位置疏水性越强（即表面自由能小），而疏水性表面粗糙度越小的位置疏水性越弱（即表面自由能大）。因此，在粗糙度减小方向上，具有梯度粗糙度的冷凝段112的管腔120内壁面存在逐渐增大的表面自由能，冷凝液滴200在冷凝段112的管腔120内壁面上由于受到不平衡表面张力作用而移动。而冷凝液滴200在疏水性越弱的冷凝段112的管腔120内壁面受到的表面张力越大，所以冷凝液滴200将向疏水性弱的方向（粗糙度减小的方向）移动，即：沿着图3中的实线箭头ν所指的方向运动。冷凝液滴200在亲水性表面的运动原理与疏水性表面的运动原理相同，在此不再赘述。可以理解的是，冷凝液滴200聚集后形成冷凝液。

具体的，如图1和图2所示，管体110还包括绝热段113，绝热段113位于蒸发段111和冷凝段112之间，且连接蒸发段111和冷凝段112，管腔120贯通绝热段113。可以理解的是，绝热段113是指该部分管体110与外界热量交换较少，并且绝热段113的主要作用是连接蒸发段111和冷凝段112并为工质提供流动通道。

具体的，如图2所示，管腔120的内壁面设置有多个沟槽130，多个沟槽130沿管腔120的内壁面的周向均匀排布，且多个沟槽130的延伸方向与热管100的延伸方向相同。

可以理解的是，沟槽130可以只位于绝热段113，由于冷凝液从冷凝段112向蒸发段111回流必须经过绝热段113，因此，在绝热段113设置沟槽130，可以为冷凝液回流提供毛细力，增强冷凝液在绝热段113的流动能力，从而提高冷凝液的回流能力。

在本申请实施例中，沟槽130还位于蒸发段111和冷凝段112上。这样，可以增强冷凝段112和蒸发段111在管腔120内壁面的表面积，从而增强冷却工质和管腔120内壁面的接触面积，增强冷凝段112和蒸发段111的换热能力，从而增强热管100的工作性能。

可以理解的是，在本申请实施例中，绝热段113的管腔120内壁面不进行亲水性或疏水性处理，绝热段113的管腔120内壁面为自然的平整表面，即不进行粗糙度处理的金属表面。这样，在保证冷凝液回流驱动力的同时，还可以降低热管100的制造难度。

在一种可能的实现方式中，位于绝热段113的管腔120的内壁面具有亲水性，位于蒸发段111和绝热段113的管腔120的内壁面的粗糙度朝远离冷凝段112的方向逐渐增大。即：绝热段113的管腔120的内壁面和蒸发段111的管腔120的内壁面的处理方式相同，并且绝热段113的管腔120的内壁面的粗糙度小于蒸发段111的管腔120的内壁面的粗糙度。

在另一种可能的实现方式中，位于绝热段113的管腔120的内壁面具有疏水性，位于冷凝段112和绝热段113的管腔120的内壁面的粗糙度朝远离蒸发段111的方向逐渐增大。即：绝热段113的管腔120的内壁面和冷凝段112的管腔120的内壁面的处理方式相同，并且绝热段113的管腔120的内壁面的粗糙度小于冷凝段112的管腔120的内壁面的粗糙度。

需要说明的是，根据上述原理分析可知，上述两种方式能够进一步增加冷凝液在绝热段113的回流驱动力，从而增强热管100的工作性能。

具体的，如图1和图2所示，位于冷凝段112的管腔120的内壁面设置有多个间隔排布的核化凸起140，核化凸起140的外表面呈亲水性。核化凸起140的作用是便于冷凝液滴200成核。上述设置可以使冷凝液滴200优先在核化凸起140聚集并且快速成核，可以进一步提高冷凝段112的冷凝效率，从而提高热管100的工作性能。

具体的，核化凸起140的分布密度朝靠近蒸发段111的方向逐渐增大。由于单个亲水性核化凸起140的表面自由能比冷凝段112的疏水性内壁面的表面自由能大，这样，沿冷凝段112疏水性内壁面粗糙度变小的方向（靠近蒸发段111的方向），核化凸起140的分布密度逐渐增大，沿该方向的表面自由能也逐渐变大，从而进一步给冷凝液提供了回流驱动力。

在一种可能的实现方式中，核化凸起140的形状为圆柱状，核化凸起140的直径介于10-20μm，其中，核化凸起140的直径可以是10μm、15μm或20μm。核化凸起140的直径位于上述范围内，一方面可以使核化凸起140的起到强化冷凝的作用，另一方面可以降低核化凸起140的制造难度。

可以理解的是，核化凸起140的形状还可以为棱柱状或其他不规则形状，本申请实施例对核化凸起140的形状不作限定，用户可以根据实际进行选择。

在一种可能的实现方式中，相邻核化凸起140之间的距离介于30-100μm，其中，相邻核化凸起140的距离可以是30μm、60μm、80μm或100μm。相邻核化凸起140的距离位于上述范围内，一方面可以使冷凝段112的冷凝效果更好，另一方面可以降低核化凸起140的制造难度。可以理解的是，相邻核化凸起140之间的距离与核化凸起140的直径也有关，示例性的，核化凸起140的直径较大，相邻核化凸起140之间的距离可以较远；或，核化凸起140的直径较小，相邻核化凸起140之间的距离可以较近。本申请实施例对相邻核化凸起140之间的距离不作限定，用户可以根据实际进行选择。

在一种可能的实现方式中，位于蒸发段111和冷凝段112的管腔120的内壁面的粗糙度介于13-100μm。可以理解的是，粗糙度处理的方法可以包括金属腐蚀处理方法和离子溅蚀方法。蒸发段111和冷凝段112的管腔120的内壁面的粗糙度具有梯度，并且粗糙度位于上述范围内，这样，一方面可以降低蒸发段111和冷凝段112的制造难度，另一方面与具有亲疏水性的内壁面结合，可以使蒸发段111和冷凝段112具有较好的回流驱动力。

可以理解的是，梯度值可以是3、5或10，本申请实施例对粗糙度变化的梯度值不作限定，用户可以根据实际进行选择。

在一种可能的实现方式中，沿管体110的延伸方向，管腔120的截面形状可以为矩形、圆形、椭圆形或半圆形。参照图5和图6所示，本申请实施例还提供了一种圆形和半圆形的管腔120截面。此外，沿管体110的延伸方向，管体110的长度介于70-2000mm，其中，管体110的长度可以是70mm、500mm、1500mm或2000mm。可以理解的是，管腔120的截面形状和管体110的长度可以根据使用场景进行设计。本申请实施例对管腔120的截面形状以及管体110的长度不作限定，用户可以根据实际在上述范围内进行选择。

在一种可能的实现方式中，管体110的材质包括铝、银、铜中的一种或多种。由于上述材料的导热性能较好，因此采用上述材质可以使热管100的工作性能更好。

在一种可能的实现方式中，参照图5和图6所示，沿沟槽130的延伸方向，沟槽130的截面形状为三角形或倒梯形。可以理解的是，沟槽130的截面形状还可以为其他不规则形状，本申请实施例对沟槽130的截面形状不作限定，用户可以根据实际进行选择。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，沿沟槽130的延伸方向，沟槽130的宽度w介于0.2-1mm，其中，宽度w可以是0.2mm、0.5mm、0.8mm或1mm。沿沟槽130的延伸方向，沟槽130的深度h介于0.2-1mm，其中，深度h可以是0.2mm、0.5mm、0.8mm或1mm。沟槽130的宽度w和深度h位于上述范围内，一方面可以降低沟槽130的制造难度，另一方面可以提高沟槽130的换热性能和提供毛细力。

这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

可以理解的是，在热管100的制造过程中，首先加工沟槽130，然后使用酸溶液腐蚀的方法分别在蒸发段111和冷凝段112的管腔120的内壁面加工出梯度粗糙度。其中，管腔120的内壁面被腐蚀的时间越长则腐蚀后形成的蚀坑越密集，粗糙度越大，可以通过控制管腔120的内壁面被腐蚀的时长来控制粗糙度，从而加工出梯度粗糙度。梯度粗糙度加工完成后分别对蒸发段111和冷凝段112的管腔120内壁面进行亲水性和疏水性处理，最后在冷凝段112管腔120的内壁面加工核化凸起140。

热管100的工作原理如图4所示，图中实线箭头d表示外部热量向热管100的蒸发段111传递，管腔120内部的冷却工质在蒸发段111吸收热量后，沸腾相变为气相工质，蒸发段111的管腔120内壁面的空穴为冷却工质沸腾提供了气化核心，强化了沸腾传热。气相工质在压力差的驱动下由蒸发段111流向冷凝段112，图中实线箭头e表示气相工质的流动方向。气相工质在冷凝段112放热形成冷凝液滴200，由于核化凸起140表面具有较高的表面自由能，冷凝液滴200优先在核化凸起140上成核并快速生长，随着冷凝液滴200的长大，其覆盖多个核化凸起140以及冷凝段112的疏水性内壁面，在不平衡表面张力的作用下，冷凝液滴200发生定向移动由冷凝段112向绝热段113移动，在移动过程中冷凝液滴200不断聚集于绝热段113并且形成冷凝液。在绝热段113冷凝液受毛细力作用继续朝着蒸发段111移动，蒸发段111具有梯度粗糙度的亲水性内壁面具有表面自由能梯度，因此具有加速冷凝液流动的作用。图中虚线箭头f表示冷凝液滴200的流动方向。冷却工质如此不断地在热管100中循环流动吸收待散热电子设备的热量并向冷源放热，其中，图中实线箭头g表示热管100向冷源放热。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种强化传热的热管，应用于电子设备，其特征在于，包括管体，所述管体包括相互连接的蒸发段和冷凝段，位于所述蒸发段的所述管体的外表面与所述电子设备抵接；所述管体具有管腔，所述管腔贯通所述蒸发段和所述冷凝段；

位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面具有亲水性，在沿远离所述冷凝段的方向上，位于所述蒸发段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大；

位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面具有疏水性，在远离所述蒸发段的方向上，位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的强化传热的热管，其特征在于，所述管体还包括绝热段，所述绝热段位于所述蒸发段和所述冷凝段之间，且连接所述蒸发段和所述冷凝段，所述管腔贯通所述绝热段；

所述管腔的内壁面设置有多个沟槽，多个所述沟槽沿所述管腔的内周向均匀排布，且多个所述沟槽的延伸方向与所述管体的延伸方向相同；

多个所述沟槽至少分布于所述绝热段上。

3.根据权利要求2所述的强化传热的热管，其特征在于，多个所述沟槽分布于所述蒸发段和所述冷凝段上。

4.根据权利要求2或3所述的强化传热的热管，其特征在于，位于所述绝热段的所述管腔的内壁面具有亲水性，在远离所述冷凝段的方向上，位于所述蒸发段和所述绝热段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大；

或，位于所述绝热段的所述管腔的内壁面具有疏水性，在远离所述蒸发段的方向上，位于所述冷凝段和所述绝热段的所述管腔的内壁面的粗糙度逐渐增大。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的强化传热的热管，其特征在于，位于所述冷凝段的所述管腔的内壁面设置有多个间隔排布的核化凸起，所述核化凸起具有亲水性的外表面。

6.根据权利要求5所述的强化传热的热管，其特征在于，所述核化凸起的分布密度朝靠近所述蒸发段的方向逐渐增大。

7.根据权利要求5所述的强化传热的热管，其特征在于，所述核化凸起的形状为圆柱状；

所述核化凸起的直径介于10-20μm；和/或，相邻所述核化凸起之间的距离介于30-100μm。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的强化传热的热管，其特征在于，位于所述蒸发段和所述冷凝段的所述管腔的内壁面的粗糙度介于13-100μm。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的强化传热的热管，其特征在于，沿所述管体的延伸方向，所述管腔的截面形状为矩形、圆形、椭圆形或半圆形；

和/或，沿所述管体的延伸方向，所述管体的长度介于70-2000mm；

和/或，所述管体的材质包括铝、银、铜中的一种或多种。

10.根据权利要求2或3所述的强化传热的热管，其特征在于，沿所述沟槽的延伸方向，所述沟槽的截面形状为三角形或倒梯形；

和/或，沿所述沟槽的延伸方向，所述沟槽的宽度介于0.2-1mm；

和/或，所述沟槽的深度介于0.2-1mm。

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