CN115033088A - 石墨烯金属高导热服务器散热器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯金属高导热服务器散热器及其制备方法。石墨烯金属高导热服务器散热器包括散热底座、石墨烯‑金属导热层、支撑组件、板式翅片以及吹风部件，石墨烯‑金属导热层连接于散热底座，支撑组件安装于散热底座且位于石墨烯‑金属导热层上，板式翅片连接于支撑组件，吹风部件安装于支撑组件且与板式翅片相对。石墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法，包括如下步骤：将若干层石墨烯膜与若干层金属膜交替设置于散热底座，形成石墨烯‑金属导热层；将支撑组件覆盖于石墨烯‑金属导热层；对支撑组件与石墨烯‑金属导热层进行成型处理；以及将板式翅片与吹风部件均安装于支撑组件。本发明的服务器散热器散热效果佳，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种石墨烯金属高导热服务器散热器及其制备方法。
背景技术
随着新兴信息技术的高速发展，尤其是5G时代的到来，计算机服务器的需求将大量增加。服务器作为数据中心最核心的设备，因高功率电子元器件的长时间、高负荷的运转，致使服务器内部热环境恶劣。高温下服务器运行效率将会降低，造成卡顿甚至死机。
为了保证服务器的稳定性，传统技术中多采取液冷、风冷等方式进行散热。服务器散热采用液冷方式冷却效果好，但成本高且泄漏后也造成服务器损坏。采用传统散热器搭配风冷性能相对稳定，但耗能严重，造成PUE甚至达到1.6-1.8。
发明内容
基于此，针对传统技术中服务器散热处理中存在的成本高且泄漏后也造成服务器损坏、耗能严重，造成PUE甚至达到1.6-1.8的问题，提供一种石墨烯金属高导热服务器散热器。本发明的石墨烯金属高导热服务器散热器能够到达极高的散热能力，散热效果佳，且能保证散热系统的稳定性，能耗大幅降低，成本低。
一实施例提供了一种石墨烯金属高导热服务器散热器，包括散热底座、石墨烯-金属导热层、支撑组件、板式翅片以及吹风部件，所述石墨烯-金属导热层连接于所述散热底座，所述支撑组件安装于所述散热底座且位于所述石墨烯-金属导热层上，所述板式翅片连接于所述支撑组件，所述吹风部件安装于所述支撑组件且与所述板式翅片相对。
在其中一些实施例中，所述散热底座上设置有卡槽，所述石墨烯-金属导热层设置于所述卡槽内，所述支撑组件连接于连接散热底座并覆盖所述石墨烯-金属导热层。
在其中一些实施例中，所述卡槽的深度与所述石墨烯-金属导热层的厚度相同。
在其中一些实施例中，所述卡槽的深度与所述石墨烯-金属导热层的厚度相同。进一步地，卡槽的形状与石墨烯-金属导热层的形状相同，且卡槽的尺寸与石墨烯-金属导热层的尺寸相同，例如，石墨烯-金属导热层为矩形，则对应的卡槽也设置为矩形形状。如此设置，能够保证石墨烯-金属导热层在卡槽内的位置不会发生位移，避免石墨烯-金属导热层晃动，减少石墨烯-金属导热层的磨损。
在其中一些实施例中，所述支撑组件与所述散热底座通过若干个锁紧件可拆卸式连接。
在其中一些实施例中，所述板式翅片的数量为多个，多个所述板式翅片间隔设置。
在其中一些实施例中，所述石墨烯金属高导热服务器散热器还包括吹风支架，所述吹风支架安装于所述支撑组件的其中一侧，所述吹风部件连接在所述吹风支架上。
在其中一些实施例中，所述石墨烯-金属导热层包括若干层石墨烯膜以及若干层金属膜，所述石墨烯膜与所述金属膜交替设置，所述金属膜包括铝箔、铝合金箔、镍箔或者铜箔。
本发明另一目的还在于提供一石墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法，包括如下步骤：
将若干层石墨烯膜与若干层金属膜交替设置于散热底座，形成石墨烯-金属导热层；
将支撑组件覆盖于所述石墨烯-金属导热层；
对所述支撑组件与石墨烯-金属导热层进行成型处理；以及
将板式翅片与吹风部件均安装于所述支撑组件。
在其中一些实施例中，还包括如下步骤：
采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为2-10min；
采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为10％-50％氢氧化钠溶液常温浸泡1-10min，1％-25％硝酸常温浸泡1-10min。
在其中一些实施例中，成型处理为热压烧结或者热等静压；
热压烧结工艺为：610℃-650℃，压力为15-50MPa，时间为1-20h。
上述石墨烯金属高导热服务器散热器能够到达极高的散热能力，且能保证散热系统的稳定性，能耗大幅降低，成本低。
上述石墨烯膜的数量与金属膜的数量均可以是一层，此时，石墨烯膜与金属膜重叠设置即可，石墨烯膜与金属膜重叠的位置不做要求。石墨烯膜的数量与金属膜的数量均可以多层，此时，石墨烯膜与金属膜交替层叠设置，如此设置能够提高石墨烯-金属导热层的散热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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。
为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本发明一实施例所述的石墨烯金属高导热服务器散热器拆解示意图。
附图标记说明
10、石墨烯金属高导热服务器散热器；100、散热底座；200、石墨烯-金属导热层；300、支撑组件；400、板式翅片；500、吹风部件；600、吹风支架。
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。但是本发明能够以很多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改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例提供一种石墨烯金属高导热服务器散热器10，以解决传统技术中的服务器散热处理中存在的成本高且泄漏后也造成服务器损坏、耗能严重，造成PUE甚至达到1.6-1.8的问题。以下将结合附图对进行说明。
本申请实施例提供的石墨烯金属高导热服务器散热器10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的石墨烯金属高导热服务器散热器10的结构示意图。本申请的石墨烯金属高导热服务器散热器10能够用于计算机服务器散热用途。
为了更清楚的说明石墨烯金属高导热服务器散热器10的结构，以下将结合附图对石墨烯金属高导热服务器散热器10进行介绍。
示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的石墨烯金属高导热服务器散热器10的结构示意图。一实施例提供了一种石墨烯金属高导热服务器散热器10，包括散热底座100、石墨烯-金属导热层200、支撑组件300、板式翅片400以及吹风部件500。
所述石墨烯-金属导热层200连接于所述散热底座100。
所述支撑组件300安装于所述散热底座100且位于所述石墨烯-金属导热层200上。
所述板式翅片400连接于所述支撑组件300。
所述吹风部件500安装于所述支撑组件300且与所述板式翅片400相对。
上述石墨烯金属高导热服务器散热器10，能够到达极高的散热能力，且能保证散热系统的稳定性，能耗大幅降低，成本低。
在其中一些实施例中，所述散热底座100上设置有卡槽。所述石墨烯-金属导热层200设置于所述卡槽内，所述支撑组件300连接于连接散热底座100并覆盖所述石墨烯-金属导热层200。
在其中一些实施例中，所述卡槽的深度与所述石墨烯-金属导热层200的厚度相同。进一步地，卡槽的形状与石墨烯-金属导热层200的形状相同，且卡槽的尺寸与石墨烯-金属导热层200的尺寸相同，例如，石墨烯-金属导热层200为矩形，则对应的卡槽也设置为矩形形状。如此设置，能够保证石墨烯-金属导热层200在卡槽内的位置不会发生位移，避免石墨烯-金属导热层200晃动，减少石墨烯-金属导热层200的磨损。
在其中一些实施例中，所述支撑组件300与所述散热底座100可拆卸式连接。例如，在一个具体示例中，所述支撑组件300与所述散热底座100通过若干个锁紧件可拆卸式连接。锁紧件可以是螺栓、螺栓组件，所述支撑组件300与所述散热底座100上分别设置有相互对应的螺孔，螺栓、螺栓组件穿设于所述支撑组件300与所述散热底座100上的螺孔，实现所述支撑组件300与所述散热底座100的固定。不难理解，在其他具体示例中，所述支撑组件300与所述散热底座100还可以通过卡设连接、嵌设配合的方式实现连接。
在其中一些实施例中，所述板式翅片400的数量为多个，多个所述板式翅片400间隔设置。参见图1所示，多个板式翅片400相互平行设置，相邻的板式翅片400之间具有间隔。优选地，相邻的板式翅片400之间的间距相等。
在其中一些实施例中，所述石墨烯金属高导热服务器散热器10还包括吹风支架600，所述吹风支架600安装于所述支撑组件300的其中一侧，所述吹风部件500连接在所述吹风支架600上。吹风支架600的机构和形状匹配板式翅片400即可。吹风支架600安装于支撑组件300的其中一侧，板式翅片400紧邻吹风支架600设置，板式翅片400的垂直于吹风支架600，使得吹风部件500吹出的风能够直接穿过相邻的板式翅片400之间的间隙。
在其中一些实施例中，所述石墨烯-金属导热层200包括若干层石墨烯膜以及若干层金属膜，所述石墨烯膜与所述金属膜交替设置，所述金属膜包括铝箔、铝合金箔、镍箔或者铜箔。石墨烯膜的数量与金属膜的数量均可以是一层，此时，石墨烯膜与金属膜重叠设置即可，石墨烯膜与金属膜重叠的位置不做要求。石墨烯膜的数量与金属膜的数量均可以多层，此时，石墨烯膜与金属膜交替层叠设置，如此设置能够提高石墨烯-金属导热层200的散热效率。
在其中一些实施例中，板式翅片400可以采用高导热的材料制备而成，加速散热，提高散热效率。
在其中一些实施例中，吹风部件500的数量可以是多个，多个吹风部件500可以并列设置，也可以在不同方向上设置，实现不同方向对板式翅片400的吹风散热。
在其中一些实施例中，吹风部件500可以是风扇、吹风机、鼓风机等。
本发明另一目的还在于提供一石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将若干层石墨烯膜与若干层金属膜交替设置于散热底座100，形成石墨烯-金属导热层200。
步骤2：将支撑组件300覆盖于所述石墨烯-金属导热层200。
步骤3：对所述支撑组件300与石墨烯-金属导热层200进行成型处理。以及
步骤4：将板式翅片400与吹风部件500均安装于所述支撑组件300。
在其中一些实施例中，步骤1中还包括如下步骤：
采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为2-10min。
采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为10％-50％氢氧化钠溶液常温浸泡1-10min，1％-25％硝酸常温浸泡1-10min。
在其中一些实施例中，成型处理为热压烧结或者热等静压。
在其中一些实施例中，热压烧结工艺为：610℃-650℃，压力为15-50MPa，时间为1-20h。
上述的石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法工艺简单，操作简便，加工成本低。石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法制备得到的石墨烯金属高导热服务器散热器10散热效果佳。
实施例1
本实施例提供了一种墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法。
石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为2min。采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为10％氢氧化钠溶液常温浸泡10min，1％硝酸常温浸泡10min。石墨烯膜、金属膜的尺寸为68mm×68mm×1.05mm。
在散热底座100的上表面加工成68mm×68mm×1.05mm的卡槽；将清洗后的若干层清洗后的石墨烯膜与若干层清洗后的金属膜交替设置于散热底座100的卡槽内，形成石墨烯-金属导热层200。
步骤2：将支撑组件300安装于散热底座100的上表面且覆盖于所述石墨烯-金属导热层200。
步骤3：对所述支撑组件300与石墨烯-金属导热层200进行成型处理。成型处理为热压烧结。热压烧结工艺为：620℃，压力为15MPa，时间为15h。以及
步骤4：将板式翅片400与吹风部件500均安装于所述支撑组件300。
实施例2
本实施例提供了一种墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法。
石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为10min。采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为50％氢氧化钠溶液常温浸泡1min，25％硝酸常温浸泡1min。
石墨烯膜、金属膜的尺寸为68mm×68mm×1.05mm。
在散热底座100的上表面加工成68mm×68mm×1.05mm的卡槽；将清洗后的若干层清洗后的石墨烯膜与若干层清洗后的金属膜交替设置于散热底座100的卡槽内，形成石墨烯-金属导热层200。
步骤2：将支撑组件300安装于散热底座100的上表面且覆盖于所述石墨烯-金属导热层200。
步骤3：对所述支撑组件300与石墨烯-金属导热层200进行成型处理。成型处理为热压烧结。热压烧结工艺为：620℃，压力为15MPa，时间为15h。以及
步骤4：将板式翅片400与吹风部件500均安装于所述支撑组件300。
实施例3
本实施例提供了一种墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法。
石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为5min。采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为25％氢氧化钠溶液常温浸泡50min，15％硝酸常温浸泡50min。石墨烯膜、金属膜的尺寸为68mm×68mm×1.05mm。
在散热底座100的上表面加工成68mm×68mm×1.05mm的卡槽；将清洗后的若干层清洗后的石墨烯膜与若干层清洗后的金属膜交替设置于散热底座100的卡槽内，形成石墨烯-金属导热层200。
步骤2：将支撑组件300安装于散热底座100的上表面且覆盖于所述石墨烯-金属导热层200。
步骤3：对所述支撑组件300与石墨烯-金属导热层200进行成型处理。成型处理为热压烧结。热压烧结工艺为：620℃，压力为15MPa，时间为15h。以及
步骤4：将板式翅片400与吹风部件500均安装于所述支撑组件300。
实施例4
本实施例提供了一种墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法。
石墨烯金属高导热服务器散热器10的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为5min。采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为25％氢氧化钠溶液常温浸泡5min，15％硝酸常温浸泡5min。石墨烯膜、金属膜的尺寸为68mm×68mm×1.05mm。
在散热底座100的上表面加工成68mm×68mm×1.05mm的卡槽；将清洗后的若干层清洗后的石墨烯膜与若干层清洗后的金属膜交替设置于散热底座100的卡槽内，形成石墨烯-金属导热层200。
步骤2：将支撑组件300安装于散热底座100的上表面且覆盖于所述石墨烯-金属导热层200。
步骤3：对所述支撑组件300与石墨烯-金属导热层200进行成型处理。成型处理为热等静压。以及
步骤4：将板式翅片400与吹风部件500均安装于所述支撑组件300。
实施例1-实施例4中的墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法制备得到的墨烯金属高导热服务器散热器，其散热效率均高于传统的服务器散热器。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，包括散热底座、石墨烯-金属导热层、支撑组件、板式翅片以及吹风部件，所述石墨烯-金属导热层连接于所述散热底座，所述支撑组件安装于所述散热底座且位于所述石墨烯-金属导热层上，所述板式翅片连接于所述支撑组件，所述吹风部件安装于所述支撑组件且与所述板式翅片相对。
2.根据权利要求1所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述散热底座上设置有卡槽，所述石墨烯-金属导热层设置于所述卡槽内，所述支撑组件连接于连接散热底座并覆盖所述石墨烯-金属导热层。
3.根据权利要求2所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述卡槽的深度与所述石墨烯-金属导热层的厚度相同。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述支撑组件与所述散热底座通过若干个锁紧件可拆卸式连接。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述板式翅片的数量为多个，多个所述板式翅片间隔设置。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述石墨烯金属高导热服务器散热器还包括吹风支架，所述吹风支架安装于所述支撑组件的其中一侧，所述吹风部件连接在所述吹风支架上。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的石墨烯金属高导热服务器散热器，其特征在于，所述石墨烯-金属导热层包括若干层石墨烯膜以及若干层金属膜，所述石墨烯膜与所述金属膜交替设置，所述金属膜包括铝箔、铝合金箔、镍箔或者铜箔。
8.权利要求1-7任意一项所述的石墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将若干层石墨烯膜与若干层金属膜交替设置于散热底座，形成石墨烯-金属导热层；
将支撑组件覆盖于所述石墨烯-金属导热层；
对所述支撑组件与石墨烯-金属导热层进行成型处理；以及
将板式翅片与吹风部件均安装于所述支撑组件。
9.根据权利要求8所述的石墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
采用清洗剂对石墨烯膜进行清洗处理，所述清洗剂为丙酮，清洗方式为浸泡，清洗时间为2-10min；
采用酸碱洗工艺对金属膜进行清洗处理，酸碱洗工艺为10％-50％氢氧化钠溶液常温浸泡1-10min，1％-25％硝酸常温浸泡1-10min。
10.根据权利要求8所述的石墨烯金属高导热服务器散热器的制备方法，其特征在于，成型处理为热压烧结或者热等静压；
热压烧结工艺为：610℃-650℃，压力为15-50MPa，时间为1-20h。
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