CN114916198B - 一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及散热技术领域,具体公开了一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构及制造方法,设置在基板上,其结构包括设置在基板上且设置有多孔毛细结构的梯度化孔洞毛细结构一;所述梯度化孔洞毛细结构一包括依次层叠设置在基板上的过渡层一、散热表层一;所述过渡层一、散热表层一孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由过渡层一向散热表层一递减,孔隙率由过渡层一向散热表层一递增;所述基板、过渡层一、散热表层一的致密度参数呈梯度变化且越来越小,其中基板为全致密度参数。本发明能够实现与基板可靠连接抗冲击、导热蒸发效率提升、提供较低回流阻力及提高毛细作用力的效果,从而提升高热流密度电子设备散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域,更具体地讲,涉及一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构及制造方法。
背景技术
随着大规模集成电路技术之不断进步及广泛应用,高频高速处理器不断推出,电子设备内部元器件功率、热流密度不断增加,由此产生的大量热量若不及时排出,将引起电子设备内部温度持续升高,对系统之安全及性能造成很大影响。尤其是航空、航天、通信等领域电子设备日趋轻薄化、高集成化,装机环境空间有限、条件恶劣,其功率高、热流密度大,电子元件超过最高许用温度后就可能会因过热而性能下降甚至失效。
由于电子设备对散热需求不断提高,新式散热装置不断出现。将均温板应用于电子组件散热就是其中一种,其是利用液体在气、液两态间转变时温度保持不变而可吸收或放出大量热量之原理工作,一改传统散热器单纯以金属热传导方式散热而效率有限之状况。与常规铜片或铝片相比,均温板的导热系数是其10倍以上,均温板的高导热特性非常适用于集中热源的散热。
随着均温板技术的发展,部分产品已经应用到了如电子、机械、化学、空间飞船等领域高热流密度设备的散热与冷却。但是在某些极端工作条件下,如部分军工电子装备面临的强冲击振动环境,均温板的毛细结构与基板结构结合状况可靠性面临着风险。
现有均温板的多孔毛细结构一般采用单一均匀孔隙的多孔构造,如单一烧结式金属粉末构造。多孔毛细结构的高孔隙率会大大降低其等效导热系数,且由于多孔构造的单一均匀性,使得多孔毛细结构的等效导热系数保持单一不变,这使得热量传递到毛细结构蒸发端的热阻较大,会影响到均温板的散热工作效率。
目前均温板的毛细结构制作工艺及其复杂,不具有环境友好性,现有技术中提出了基于激光烧结的毛细结构,但是不具备提升传统均温板在复杂恶劣装备环境、高效散热需求条件下的性能提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构及制造方法;本发明能够实现与基板可靠连接抗冲击、导热蒸发效率提升、提供较低回流阻力及提高毛细作用力的效果,从而提升高热流密度电子设备散热性能。
本发明解决技术问题所采用的解决方案是:
一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,设置在基板上,包括设置在基板上且设置有多孔毛细结构的梯度化孔洞毛细结构一;所述梯度化孔洞毛细结构一包括依次层叠设置在基板上的过渡层一、散热表层一;
所述过渡层一、散热表层一中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由过渡层一向散热表层一递减,孔隙率由过渡层一向散热表层一递增;
所述基板、过渡层一、散热表层一的致密度参数呈梯度变化,其中基板为全致密度参数。
过渡层一其主要是为了实现与基板具有较高的结合强度、较好的导热性能;散热表层一主要用于提供较好的毛细作用力、较大的表面散热面积;
本发明通过将过渡层一、散热表层一的孔径、孔隙率、致密度工艺参数均设置为梯度变化,能够得到满足强度梯度变化、导热梯度变化及泵力梯度变化的梯度化孔洞毛细结构,通过该设计实现与基板可靠连接抗冲击、导热蒸发效率提升、提供较低回流阻力及提高毛细作用力的效果,从而提升高热流密度电子设备散热性能。
在一些可能的实施方式中,为了提供使得梯度化孔洞毛细结构一具有较低的回流阻力、较好的毛细作用力;
还包括位于过渡层一与散热表层一之间的且设置有多孔毛细结构的中间层一;
所述中间层一包括孔径大于过渡层一孔径的第一层、以及若干层设置在第一层与散热表层一之间且呈层叠设置的中间过渡层A;
若干层所述中间过渡层A的孔径介于第一层的孔径和散热表层一的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层A为多层时,所述第一层、多层中间过渡层A、散热表层一的孔隙率呈梯度变化且依次递增;
所述中间层一的致密度参数介于过渡层一的致密度参数与散热表层一的致密度参数之间。
在一些可能的实施方式中,为了降低梯度化孔洞毛细结构一的回流阻力;
在所述梯度化孔洞毛细结构一内设置有若干结构化通孔一,所述结构化通孔一沿基板的法线方向和/或沿平行与基板表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构一;所述结构化通孔一的孔径为300-1000微米,结构化通孔一与梯度化孔洞毛细结构一中的多孔毛细结构将连通。
在一些可能的实施方式中,为了实现在多个方向进行导热,且形成立体回流;
在所述梯度化孔洞毛细结构一上嵌入式设置有呈柱状结构的梯度化孔洞毛细结构二;所述梯度化孔洞毛细结构二设置有多孔毛细结构。
在一些可能的实施方式中,为了有效的实现在多个方向的散热;
所述梯度化孔洞毛细结构二包括核心层二、套装在核心层二的外侧散热表层二;
所述核心层二、散热表层二中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由核心层二向散热表层二递减,孔隙率由核心层二向散热表层二递增;
所述核心层二、散热表层二的致密度参数呈梯度变化。
在一些可能的实施方式中,为了使得梯度化孔洞毛细结构二能够具有较低的回流阻力,较好的毛细作用力;
在所述核心层二与散热表层二之间设置有套装在核心层二外侧的中间层二;
所述中间层二包括孔径大于核心层二孔径的第二层、以及若干层设置在第二层与散热表层二之间且呈层叠设置的中间过渡层B;
若干层所述中间过渡层B的孔径介于第二层的孔径和散热表层二的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层B为多层时,所述第二层、多层中间过渡层B、散热表层二的孔隙率呈梯度变化且依次递增;
所述中间层二的致密度参数介于核心层二的致密度参数与散热表层二的致密度参数之间。
在一些可能的实施方式中,为了降低梯度化孔洞毛细结构二的回流阻力;
在所梯度化孔洞毛细结构二内设置有若干结构化通孔二,所述结构化通孔二沿基板的法线方向和/或沿其平行与基板表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构二;所述结构化通孔二的孔径为300-1000微米,结构化通孔二与梯度化孔洞毛细结构二中的多孔毛细结构将连通。
在一些可能的实施方式中,
所述过渡层一、中间层一、散热表层一、核心层二、中间层二、散热表层二的多孔毛细结构的孔径为0-200微米。
在一些可能的实施方式中,
所述基板呈平板状、曲面板状、圆柱状。
一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构的制备方法,具体包括以下步骤:
建立基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二的三维模型;
将三维模型数据导入激光选区熔化增材制造设备软件,并对于基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二的各层结构的打印参数设置;所述打印参数由基板向梯度化孔洞毛细结构一或梯度化孔洞毛细结构二呈梯度变化;
经激光选区熔化增材制造设备软件完成上述结构的切片处理;
通过激光选区熔化粉末床熔融增材制造设备,使用单一成分的、同一粒径分布的金属粉末料制造;基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二在激光选区熔化增材制造设备成形室中经逐层叠加一体成形;
完成制造。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明通过设置梯度化孔洞毛细结构一和/或梯度化孔洞毛细结构二进而实现热量多个方向传递,使其到毛细结构蒸发端的热阻减小,有效的提高均温板的散热工作效率;
本发明通过设置多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,利用孔径大小及孔隙分布来提高均温板散热性能;
本发明通过设置中间层一/中间层二,通过在其内部设置孔径大于过渡层一或核心层二的孔径,使得回流阻力降低;
本发明中散热表层一/散热表层二的孔径小于其所对于的过渡层一/过渡层一的孔径,这样使得能够有效的提高毛细作用力,促进向散热表层一/散热表层二的蒸发流动;
本发明通过有效的控制基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构一的致密度参数,使得等效导热系数呈梯度变化,由过渡层向散热表层等效导热系数越来越低,促进热量传递。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图;
图2为本发明实施例2的结构示意图;
图3为本发明实施例3的结构示意图;
图4为本发明实施例4的结构示意图;
其中:1、基板;2、梯度化孔洞毛细结构一;21、过渡层一;22、中间层一;23、散热表层一;3、梯度化孔洞毛细结构二;31、核心层二;32、中间层二;33、散热表层二;4、结构化通孔一;5、结构化通孔二。
具体实施方式
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。在本申请实施中,“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。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发明中的具体含义。
下面对本发明进行详细说明。
如图1-图4所示:
一方面:
一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,设置在基板1上,包括设置在基板1上且设置有多孔毛细结构的梯度化孔洞毛细结构一2;所述梯度化孔洞毛细结构一2包括依次层叠设置在基板1上的过渡层一21、散热表层一23;
所述过渡层一21、散热表层一23中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由过渡层一21向散热表层一23递减,孔隙率由过渡层一21向散热表层一23递增;
所述基板1、过渡层一21、散热表层一23的致密度参数呈梯度变化,其中基板1为全致密度参数。
过渡层一21其主要是为了实现与基板1具有较高的结合强度、较好的导热性能;
散热表层一23主要用于提供较好的毛细作用力、较大的表面散热面积;
本发明通过将过渡层一21、散热表层一23的孔径、孔隙率、致密度工艺参数均设置为梯度变化,能够得到满足强度梯度变化、导热梯度变化及泵力梯度变化的梯度化孔洞毛细结构,通过该设计实现与基板1可靠连接抗冲击、导热蒸发效率提升、提供较低回流阻力及提高毛细作用力的效果,从而提升高热流密度电子设备散热性能。
过渡层一21、散热表层一23呈层叠设置的方式设置在基板1表面,实现在平行基板1表面的方向实现散热。
在一些可能的实施方式中,为了提供使得梯度化孔洞毛细结构一2具有较低的回流阻力、较好的毛细作用力;
还包括位于过渡层一21与散热表层一23之间的且设置有多孔毛细结构的中间层一22;
所述中间层一22包括孔径大于过渡层一21孔径的第一层、以及若干层设置在第一层与散热表层一之间且呈层叠设置的中间过渡层A;这里所描述的若干层可以为0层,即不设置中间过渡层A,也可以为1层或多层;
若干层所述中间过渡层A的孔径介于第一层的孔径和散热表层一23的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层A为多层时,所述第一层、多层中间过渡层A、散热表层一的23孔隙率呈梯度变化且依次递增;
当中间层一22只有一层第一层,没有中间过程层A时,第一层的孔隙率不做具体要求。
所述中间层一22的致密度参数介于过渡层一21的致密度参数与散热表层一23的致密度参数之间。
第一层的孔径大于过渡层一的孔径,加速冷凝液体回流至各处过渡层一的表面。
通过上述第一层孔隙率和孔径的设置,一方面能够使得液体回流至第一层内,减小了回流阻力,同时由于过渡层一21的孔径小于第一层的孔径使得毛细作用力增强,使得液体能够快速回流至过渡层一21内对于基板1进行散热;
在一些可能的实施方式中,为了进一步的降低梯度化孔洞毛细结构一2的回流阻力;
在所述梯度化孔洞毛细结构一2内设置有若干结构化通孔一4,所述结构化通孔一4沿基板1的法线方向和/或沿平行与基板1表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构一2;所述结构化通孔一4的孔径为300-1000微米,采用该设置将使得有效的降低了在液体在其内部的回流阻力,有效的促进液体的回流,结构化通孔一4与梯度化孔洞毛细结构一2中的多孔毛细结构将连通。
在一些可能的实施方式中,为了实现沿基板1表面法线方向实现热量的传递,实现立体回流,提高基板1的散热效率,进而实现多个方向的散热;
在所述梯度化孔洞毛细结构一2上嵌入式设置有呈柱状结构的梯度化孔洞毛细结构二3;所述梯度化孔洞毛细结构二3设置有多孔毛细结构。
柱状结构可以为圆柱状、棱柱结构中的任意一中,根据设计进行选择即可;
在一些可能的实施方式中,为了有效的实现在多个方向的散热;
所述梯度化孔洞毛细结构二3包括核心层二31、套装在核心层二31的外侧的散热表层二33;
所述核心层二31、散热表层二33中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由核心层二31向散热表层二33递减,孔隙率由核心层二31向散热表层二33递增;
所述核心层二31、散热表层二33的致密度参数呈梯度变化并将越来越低。
在一些可能的实施方式中,为了使得梯度化孔洞毛细结构二3能够具有较低的回流阻力,较好的毛细作用力;
在所述核心层二31与散热表层二33之间设置有套装在核心层二31外侧的中间层二32;
所述中间层二32包括孔径大于核心层31孔径的第二层、以及若干层设置在第二层与散热层二33之间且呈层叠设置的中间过渡层B;这里所描述的若干层可以为0层,即不设置中间过渡层A,也可以为1层或多层;
若干层所述中间过渡层B的孔径介于第二层的孔径和散热表层二33的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层B为多层时,所述第二层、多层中间过渡层B、散热表层二33的孔隙率呈梯度变化且依次递增;
当中间层二32只有一层第二层,且没有中间过程层B时,此时第二层的孔径将大于核心层二31和散热表层33的孔径,第二层的孔隙率不做具体要求;
所述中间层二32的致密度参数介于核心层二31的致密度参数与散热表层二33的致密度参数之间。
优选的,梯度化孔洞毛细结构二3远离基板1的一侧可以与梯度化结构一在同一平面上,也可不再同一平面上;
进一步的,当存在多个平行设置的基板1时,梯度化孔洞毛细结构二3将伸入与其相邻的基板1内实现连接,从而提升组装后结构的刚度和强度。
在一些可能的实施方式中,所述过渡层一21、中间层一22、散热表层一23、核心层二31、中间层二32、散热表层二33的多孔毛细结构的孔径为0-200微米。
在一些可能的实施方式中,为了进一步降低梯度化孔洞毛细结构二3的回流阻力;
在所梯度化孔洞毛细结构二3内设置有若干结构化通孔二5,所述结构化通孔二5沿基板1的法线方向和/或沿其平行与基板1表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构二3;所述结构化通孔二5的孔径为300-1000微米,结构化通孔二5与梯度化孔洞毛细结构二3中的多孔毛细结构将连通。
优选的,各层的毛细结构均为独立的、相互接触的实体结构,可在过渡层一21、中间层一22、散热表层一23、核心层二31、中间层二32、散热表层二33中添加沟槽、孔洞、点阵结构中的零种、一种或多种结构。
本发明通过有效的控制基板1、过渡层一21、中间层一22、散热表层一23的致密度系数、以及基板1、核心层二31、中间层二32、散热表层二33的致密度参数,使其呈梯度变换且越来越小,将使得由基板1向散热表层一23的等效导热系数越来越低,有效的从多个方向促进导热传递;
在一些可能的实施方式中,所述基板1呈平板状、曲面板状、圆柱状。
另一方面:
一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构的制备方法,具体包括以下步骤:
建立基板1、梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3的三维模型;
在进行三维模型建立时,根据梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3的梯度化设计需求,将梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3的实体模型拆分为多个相互接触的实体层;根据加速冷凝液体回流的需要,在梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3内部设置结构化通孔。
将三维模型数据导入激光选区熔化增材制造设备软件,如BLT-Build Planner、Farsoon-Buildstar等软件,并对于基板1、梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3的致密度参数设置,其中基板1的为全致密度,基板1、过渡层一21、中间层一22、散热表层一23的致密度参数将呈梯度变化且依次递减;核心层二31、中间层二32、散热表层二33的致密度参数将呈梯度变化且依次递减;
根据致密度参数设置包括激光功率、扫描速度、扫描间距在内的打印参数;
具体的打印参数如下:
基板1:激光功率200W,扫描速度1000mm/s,扫描间距0.17mm;
过渡层一21或核心层二31:激光功率100~150W,扫描速度1000~1200mm/s,扫描间距0.17~0.20mm;
中间层一22或中间层32:激光功率80~100W,扫描速度1100~1300mm/s,扫描间距0.3~0.4mm;
散热表层一23或散热表层二33:激光功率50~80W,扫描速度1200~1400mm/s,扫描间距0.2~0.25mm;
采用上述打印参数,能够使得整个打印后的零件其强度和刚度,呈梯度变化;
经激光选区熔化增材制造设备软件完成上述结构的切片处理;
通过激光选区熔化粉末床熔融增材制造设备,使用单一成分的AlSi10Mg、粒径分布在15~53μm的铝合金粉末料制造;基板1、梯度化孔洞毛细结构一2、梯度化孔洞毛细结构二3在激光选区熔化增材制造设备成形室中经逐层叠加一体成形;
完成制造。
相比现有技术,本发明属于单步增材制造工艺,不需其他两步或多步工艺;将所成形的零件从增材制造设备取出,经线切割与成形平台分离、粉末清理等后处理工序,即可制造,具有工序简单,操作便捷,耗材少,成本低,环境友好的特点。
实施例1:
如图1所示,一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,设置在呈平板状装的基板1上,包括设置在基板1上且设置有多孔毛细结构的梯度化孔洞毛细结构一2;所述梯度化孔洞毛细结构一2包括依次层叠设置在基板1上的过渡层一21、中间层一22、散热表层一23;
所述过渡层一21、散热表层一23中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由过渡层一21向散热表层一23递减,孔隙率由过渡层一21向散热表层一23递增;
所述基板1、过渡层一21、散热表层一23的致密度参数呈梯度变化,其中基板1为全致密度参数;
中间层一22中多孔毛细结构的孔径大于过渡层一21的多孔毛细结构的孔径;
过渡层一21、中间层一22、散热表层一23的多孔毛细结构的孔径均为0-200微米;
所述中间层一22的致密度参数介于过渡层一21的致密度参数与散热表层一23的致密度参数之间。
实施例2:
如图2所示,本实施例与实施例1的区别在与,梯度化孔洞毛细结构二3嵌入式设置在在梯度化孔洞毛细结构一1内;所述梯度化孔洞毛细结构二3包括核心层二31、套装在核心层二31的外侧的散热表层二33、以及介于核心层二31与散热表层二33之间的中间层二32;
所述核心层二31、散热表层二33中多孔毛细结构的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由核心层二31向散热表层二33递减,孔隙率由核心层二31向散热表层二33递增;
所述核心层二31、散热表层二33的致密度参数呈梯度变化;
所述中间层二32为一层,即只有第二层时没有中间过渡层B时,其多孔毛细结构的孔径大于核心层二31的多孔毛细结构的孔径;其孔隙率大于或小于或等于核心层二31的多孔毛细结构的孔隙率;
所述中间层二32的致密度参数介于核心层二31的致密度参数与散热表层二33的致密度参数之间。
在本实施例中,梯度化孔洞毛细结构二3沿基板1法线方向的高度大于梯度化孔洞毛细结构一2沿基板1法线方向的高度。
实施例3:
如图3所示,本实施例与实施例2的区别在于,在梯度化孔洞毛细结构一2和梯度化孔洞毛细结构二3上分别设置了沿基板1法线方向和沿平行与基板1表面的方向分别设置了孔径大于多孔毛细结构孔径的结构化通孔,其中结构化通孔为300~1000微米,两个方向的结构化通孔可以连通也可以不连通;具体根据实际情况设置即可;这样设置将进一步的降低液体回流阻力,促进液体的回流。
实施例4:
如图4所示,本实施例与实施例1的区别在于,基板1呈曲面板状结构,如波纹板;此时梯度化孔洞毛细结构一2中的过渡层一21、中间层一22、散热表层一23将也呈曲面板状结构,其结合后形成曲面多层状态,且与基板1的表面适配,该设置将有助于更好地贴合曲面、异形散热面,提高散热效率。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,设置在基板上,其特征在于,包括设置在基板上且设置有多孔毛细结构的梯度化孔洞毛细结构一;所述梯度化孔洞毛细结构一包括依次层叠设置在基板上的过渡层一、散热表层一、位于过渡层一与散热表层一之间的且设置有多孔毛细结构的中间层一;
所述中间层一包括孔径大于过渡层一孔径的第一层、以及若干层设置在第一层与散热表层一之间且呈层叠设置的中间过渡层A;
所述过渡层一、散热表层一孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由过渡层一向散热表层一递减,孔隙率由过渡层一向散热表层一递增;
所述基板、过渡层一、散热表层一的致密度参数呈梯度变化且越来越小,其中基板为全致密度参数;
在所述梯度化孔洞毛细结构一内设置有若干结构化通孔一,所述结构化通孔一沿基板的法线方向和/或沿平行与基板表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构一;在所述梯度化孔洞毛细结构一上嵌入式设置有呈柱状结构的梯度化孔洞毛细结构二;
在所梯度化孔洞毛细结构二内设置有若干结构化通孔二,所述结构化通孔二沿基板的法线方向和/或沿其平行与基板表面的方向设置且贯穿梯度化孔洞毛细结构二;
所述梯度化孔洞毛细结构二包括核心层二、套装在核心层二的外侧的散热表层二;在所述核心层二与散热表层二之间设置中间层二;所述中间层二套装在核心层二的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,若干层所述中间过渡层A的孔径介于第一层的孔径和散热表层一的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层A为多层时,所述第一层、多层中间过渡层A、散热表层一的孔隙率呈梯度变化且依次递增;
所述中间层一的致密度参数介于过渡层一的致密度参数与散热表层一的致密度参数之间。
3.根据权利要求2所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述结构化通孔一的孔径为300-1000微米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述梯度化孔洞毛细结构二设置有多孔毛细结构。
5.根据权利要求4所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述核心层二、散热表层二的孔径、孔隙率呈梯度变化,其中孔径由核心层二向散热表层二递减,孔隙率由核心层二向散热表层二递增;
所述核心层二、散热表层二的致密度参数呈梯度变化。
6.根据权利要求5所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述中间层二包括孔径大于核心层二孔径的第二层、以及若干层设置在第二层与散热表层二之间且呈层叠设置的中间过渡层B;
若干层所述中间过渡层B的孔径介于第二层的孔径和散热表层二的孔径之间且呈梯度变化递减;
当中间过渡层B为多层时,所述第二层、多层中间过渡层B、散热表层二的孔隙率呈梯度变化且依次递增;
所述中间层二的致密度参数介于核心层二的致密度参数与散热表层二的致密度参数之间。
7.根据权利要求6所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述结构化通孔二的孔径为300-1000微米。
8.根据权利要求2所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述过渡层一、中间层一、散热表层一、核心层二、中间层二、散热表层二的多孔毛细结构的孔径为0-200微米。
9.根据权利要求1所述的一种嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构,其特征在于,所述基板呈平板状、曲面板状、圆柱状。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的嵌入梯度化孔洞多孔毛细散热结构的制造方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
建立基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二的三维模型;
将三维模型数据导入激光选区熔化增材制造设备软件,并对于基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二的各层结构的打印参数设置;所述打印参数由基板向梯度化孔洞毛细结构一或梯度化孔洞毛细结构二呈梯度变化;所述的打印参数如下:
基板:激光功率200W,扫描速度1000mm/s,扫描间距0.17mm;
过渡层一或核心层二:激光功率100~150W,扫描速度1000~1200mm/s,扫描间距0.17~0.20mm;
中间层一或中间层:激光功率80~100W,扫描速度1100~1300mm/s,扫描间距0.3~0.4mm;
散热表层一或散热表层二:激光功率50~80W,扫描速度1200~1400mm/s,扫描间距0.2~0.25mm;
经激光选区熔化增材制造设备软件完成上述结构的切片处理;
通过激光选区熔化粉末床熔融增材制造设备,使用单一成分的、同一粒径分布的金属粉末料制造;基板、梯度化孔洞毛细结构一、梯度化孔洞毛细结构二在激光选区熔化增材制造设备成形室中经逐层叠加一体成形;
完成制造。
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