CN201869488U - 一种干式自发循环散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种干式自发循环散热器，其特征在于，所述干式自发循环散热器为泡沫铝合金基体，所述泡沫铝合金基体由定向发泡成孔技术制成；基体内部设有若干贯通于基体的主孔道和大量与主孔道相通的发泡小孔道；所述基体表面与主孔道内壁镀有合金金属层。与其他散热装置相比，本实用新型的散热器中存在多种散热方式联合散热（自发传导散热、强制对流散热和Peltier效应散热），并且由散热效率高的对流散热和Peltier效应散热占主导，提高了散热效率，可针对特定部位（特别是热量大量聚集的元器件部位）进行快速散热。

Description

一种干式自发循环散热器

技术领域

本实用新型涉及一种干式自发循环散热器，属于机电类散热装置。

背景技术

在机电设备中，电气元件只要工作就会发出热量，而温度恰恰又是影响电气设备(特别是精密仪器、LED照明设备等)正常稳定工作的重要因素，因此设法降低发热量高的元器件温度，保持设备温度恒定时至关重要的。元器件加散热器就是一项散热降温的重要措施。我们知道，在电气设备中通常不允许用水冷散热装置，因此唯一的只能用传导自发散热，而要求高的仪器设备常用到对流强制散热。那么，在原有基础上能更快更好的散热，一直都是电气科技人员和材料科学人员所研究和关注的问题。

在现阶段机电仪器设备中，各式各样的干式散热器通常由实芯金属材料制成，如铜、铝和少量的银以及它们的合金，这类材料热阻较小，应用较广泛，但也存在一些不足，此类材料制成的散热装置由于由实芯金属制成，质量较大；主要靠传导进行自发散热，散热效率一般；只能制成片状和块状结构，相对散热表面积较小。后来有人提出了以泡沫金属为原材料制作散热器的方法，泡沫金属散热表面积大，热阻较低，但其散热方式单一，各处散热速率平均，无法针对特定部位(特别是热量大量聚集的元器件部位)进行快速散热，从而容易造成元件各处温度不一而影响其工作稳定性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对目前已有散热装置散热效率一般，散热方式单一，各处散热速率平均，无法针对特定部位(特别是热量大量聚集的元器件部位)进行快速散热等缺陷，提供一种高效率的多种热交换方式的干式自发循环散热器。

本实用新型采用以下技术方案来解决上述技术问题：一种干式自发循环散热器，其特征在于，所述干式自发循环散热器为泡沫铝合金基体；基体内部设有若干贯通基体的主孔道和大量与主孔道相通的发泡小孔道；所述基体表面与主孔道内壁镀有合金金属层。

进一步的，所述主孔道为直道通孔，均布于基体内部；所述发泡小孔道呈波浪型，分布于基体内部和表层。

较佳的，所述主孔道的孔径为5～20mm，孔距为10～50mm。

较佳的，所述发泡小孔道的孔径为1～4mm，孔距为0.1～1mm。

本实用新型中，所述泡沫铝合金基体由定向发泡成孔技术制成，通过控制充气气体的流量、时间和方向来定向发泡，能在基体内部及表面形成小范围无序、大范围有序的定向通孔孔道。

本实用新型的泡沫铝合金基体不同于普通的金属泡沫基体。一方面，本实用新型的泡沫金属通过定向发泡成孔技术制成，基体质量轻，热阻小，热传导率高，相对散热表面积极大，能有效的提高散热效率。另一方面，本实用新型的泡沫金属中存在两种类型的孔道，主孔道通过事先预留形成，发泡小孔道通过定向发泡成孔技术形成大量通孔，并与主孔道相通，形成立体的通孔网络，便于气体循环进行强制对流热量交换。

较佳的，所述基体表面与主孔道内壁镀有的合金金属层的厚度为0.1-0.5mm。

较佳的，所述合金金属层的材料为铜合金、银合金或铝合金中的至少一种和半导体元素。

较佳的，所述合金金属层中半导体元素占3-5wt％(重量含量)。

优选的，所述半导体元素为碲。

所述基体表面与主孔道内壁镀有的合金金属层通过化学电镀的方法制得。该电镀层均匀一致，进一步提高热量传导和交换的效率。

与普通电镀涂层相比，本实用新型的镀层合金金属层存在两种加快散热的方式。一、对于银、铜、锌等合金，其能减小热阻，增大散热表面积，提高散热效率，从而加快散热。二、对于半导体金属，其通过半导体材料的Peltier效应散热，根据量子理论，金属与半导体材料具有不同的能级、不同的接触电位差和不同的载荷体，半导体与金属连接形成了串联的电偶，当有极其微小电流通过两种不同材料时，在不同材料的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现迅速吸热排放的目的。它是一种产生负热阻的散热技术。这样当散热器件与大热量元器件直接接触时就能形成该效应。

与其他散热装置相比，本实用新型的散热器中存在多种散热方式联合散热(自发传导散热、强制对流散热和Peltier效应散热)，并且由散热效率高的对流散热和Peltier效应散热占主导，提高了散热效率。其中，基体表面直接与空气接触，属于自发传导散热方式，基体由泡沫铝合金材料制成，铝合金材料本身热阻极小，并且泡沫合金材料散热表面积巨大，这样就大幅的提高了传导散热效率，而表层镀上了热传导效率更高和具有Peltier效应的的电镀层后，散热效率可以进一步提高；基体内部主孔道和小孔道中的散热方式为空气强制循环对流交换，热量大量进入基体内部的发泡小孔道内，小孔道与大的主孔道相连，而主孔道与外界相通，主孔道内充满大量外部冷空气，这样热量将从通孔内进入大的主孔道，与外部冷空气进行循环对流交换，大大提升了散热速率，而孔道内壁的高热传导率和Peltier效应镀层能进一步提高对流交换效率。此外，本实用新型还具有制备工艺简单，能快速成形，可连续制备，用料节约等优点。

附图说明

图1为本实用新型散热器的局部剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的一种干式自发循环散热器，其特征在于，所述干式自发循环散热器为泡沫铝合金基体；基体内部设有若干贯通基体的主孔道1和大量与主孔道相通的发泡小孔道2；所述基体表面与主孔道内壁镀有合金金属层3。

进一步的，所述主孔道为直道通孔，其孔径为5～20mm，孔距为10～50mm，均布于基体内部；所述发泡小孔道呈波浪型，其孔径为1～4mm，孔距为0.1～1mm，分布于基体内部和表层。所述泡沫铝合金基体由定向发泡成孔技术制成，通过控制充气气体的流量、时间和方向来定向发泡，能在基体内部及表面形成小范围无序、大范围有序的定向通孔孔道。

进一步的，所述基体表面与主孔道内壁镀有的合金金属层的厚度为0.1-0.5mm。以铜合金、银合金或铝合金中的至少一种和半导体元素(碲)为原料，通过化学电镀的方法制得。

所述铜合金可以选用黄铜；所述银合金可以选用银铜合金、银镁合金、银镍合金、银钨合金、银铁合金或银铈合金；所述铝合金可以选用铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金或铝锌合金。

Claims (5)

1.一种干式自发循环散热器，其特征在于，所述干式自发循环散热器为泡沫铝合金基体；基体内部设有若干贯通基体的主孔道和大量与主孔道相通的发泡小孔道；所述基体表面与主孔道内壁镀有合金金属层。

2.如权利要求1所述的干式自发循环散热器，其特征在于，所述主孔道为直道通孔；所述发泡小孔道呈波浪型，分布于基体内部和表层。

3.如权利要求1所述的干式自发循环散热器，其特征在于，所述主孔道的孔径为5～20mm，孔距为10～50mm。

4.如权利要求1所述的干式自发循环散热器，其特征在于，所述发泡小孔道的孔径为1～4mm，孔距为0.1～1mm。

5.如权利要求1-4中任一所述的干式自发循环散热器，其特征在于，所述基体表面与主孔道内壁镀有的合金金属层的厚度为0.1-0.5mm。

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