FI120051B - Menetelmä metallipulverin liittämiseksi lämmönsiirtopintaan ja lämmönsiirtopinta - Google Patents

Description

MENETELMÄ METALLIPULVERIN LIITTÄMISEKSI LÄMMÖNSIIRTO-PINTAAN JA LÄMMÖNSIIRTOPINTA

KEKSINNÖN ALA

s Kehitetyn menetelmän tarkoituksena on muodostaa lämmönsiirtopinnan päälle huokoinen pintakerros, joka saadaan liitettyä lujasti alla olevaan pintaan teolliseen tuotantoon soveltuvassa lämpötilassa ja ajassa. Lämmönsiirtopinta on kuparia tai kupariseosta, edullisesti hapetonta tai fosforilla deoksidoitua kuparia. Huokoisen pinnan muodostava pulveri on 10 hienojakoista kuparipulveria tai kupariseospulveria. Keksinnön mukaisessa menetelmässä lämmönsiirtopintaan tuodaan kovajuotetta kuparipulverin sitomiseksi alustaansa. Kovajuote edullisesti sisältää nikkeliä, tinaa ja fosforia seostettuna kupariin. Keksintö kohdistuu myös lämmönsiirtopintaan, johon on kupari- tai kupariseospulverin ja kuvatun kovajuotteen avulla is muodostettu huokoinen pinta.

KEKSINNÖN TAUSTA

Lämmönvaihtimien kehityksessä on lämmönsiirtopinnalle pyritty aina .***. saamaan mahdollisimman suuri lämmönsiirtokapasiteetti. Ensimmäisenä • · • · · . .·. 20 kehitysvaiheena voidaan pitää esimerkiksi putkea ajateltaessa sileää pintaa.

• · ·

Toisena sukupolvena kehityksessä nähdään eri tavoin uritetut ja rihlatut pinnat, jolloin kuvio voi olla sekä putkien sisä- että ulkopinnalla. Viime • · · ··· vuosina on kehitetty lämmönsiirtopintojen kolmas sukupolvi, huokoiset • · · · pinnat. Huokoinen pinta muodostetaan saattamalla lämmönsiirtopinnalle 25 hienojakoista pulveria, joka kiinnitetään lämmönvaihtopintaan eri tavoin.

:T: Pulveri muodostaa putken tai muun lämmönvaihtimen pinnalle huokoisen • · · kerroksen, jonka avulla on mahdollista nostaa lämmönsiirtokapasiteettia.

• · · • · · • · • · Lämmönsiirtokapasiteetin nousu perustuu siihen, että huokoisella pinnalla .···. 30 kiehuminen alkaa jo normaalia matalammassa lämpötilassa. Kun # · • · · .·.: kuplakiehuminen alkaa normaalia matalammassa lämpötilassa, • · lämmönsiirtopinnan ja nesteen välinen lämpötilaero jää pienemmäksi.

2

Esimerkiksi vettä nesteenä käytettäessä ei lämpötila saa nousta sataan asteeseen, koska silloin ei ole enää kysymys nyt tarkoitetusta kuplakiehumisesta huokoisessa pinnassa, vaan silloin koko neste kiehuu.

5 Lämmönsiirtopintoja, joilla huokoista pintaa voidaan käyttää, ovat esimerkiksi lämmönvaihtimien putket, joiden sekä uiko- että sisäpintaan voidaan muodostaa huokoinen kerros. Sen lisäksi lämmönsiirtoon käytettäviä laitteita ovat muun muassa heat sink-, heat spreader-, heat pipe- ja vapour chamber-laitteet, kiehutuspinnat elektroniikan komponenttien jäähdytykseen samoin ίο kuin aurinkopaneelit, jäähdytyselementit, auton jäähdyttimet ja muut jäähdyttimet kuten valukokillit ja valujäähdyttimet.

US-patenttijulkaisuissa 3,821,018 ja 4,064,914 kuvataan huokoisen metallisen kerroksen muodostamista kuparin pinnalle. Metallinen kerros 15 muodostetaan kupari-, teräs- tai kupariseospulverista, liitospulverista ja inertistä nestemäisestä sideaineesta. Liitospulveri (bonding metal alloy powder) käsittää joko pulverin, jossa on kuparia 90.5-93 p-% ja 7-9.5 p-% fosforia, pulverin, jossa on 25-95 p-% antimonia ja loppu kuparia tai pulverin, .···. jossa on 56% hopeaa, 22% kuparia, 17% sinkkiä ja 5% tinaa. Sekä • · .*!*. 20 huokoisen pinnan muodostavan pulverin että liitospulverin kokoluokka on • · · ··· :·. välillä 32-500 um ja liitospulverin määrä 10-30% koko pulverin määrästä.

• · · .*··. Pinta, johon huokoinen kerros muodostetaan, päällystetään ensin • · · sideaineella. Sideaineen päälle levitetään sen jälkeen yhtenäinen ··«· kuparipulverin ja liitospulverin kerros. Kappale kuumennetaan ei- • · · 25 hapettavissa olosuhteissa ensin alle 538 C:n lämpötilaan sideaineen ·:· haihduttamiseksi. Lämpötila nostetaan nopeudella noin 200 °C/h. Toisessa • · · · kuumennusvaiheessa lämpötila nostetaan nopeammin lämpötilavälille 732- . !·. 843 °C. Kyseisessä lämpötilassa liitospulveri sulaa ja juottaa koko • · · .···. pulverimassan alustaansa.

• · · 30 • · · • · JP-patenttihakemuksessa 61228294 esitetään menetelmä huokoisen pinnan muodostamiseksi lämmitysputken sisäpinnalle. Ensin putken pinnalle • · 3 levitetään sideainetta. Tämän jälkeen huokoinen pinta muodostetaan metallipartikkeleista, joiden koko on luokkaa 100 -300 pm. Juoksutteena voidaan käyttää esimerkiksi tinakloridia, joka ruiskutetaan pulverikerroksen päälle ja kuivataan, jolloin sideaine poistuu. Jos halutaan useampi kerros, 5 toimenpiteet suoritetaan useamman kerran. Lopuksi pulveri kiinnitetään tiukasti juotteen avulla putken pintaan. Juotteena käytetään tinaa tai tina* lyijyseosta. Juotoslämpötila on 300-350 °C.

JP-patenttihakemuksessa 2175881 on kuvattu pulverimaisen ainekerroksen ίο muodostamista lämmönsiirtoputken sisäpinnalle. Putki on kuparia tai alumiinia. Sopivan sideaineen tai juoksutteen avulla putken sisäpinnalle muodostetaan kahden pulverin seoksesta yhtenäinen kerros. Toinen pulvereista on metallia , jonka sulamispiste on alhainen kuten esimerkiksi tina ja toisen sulamispiste on korkeampi kuten esimerkiksi kupari. Pulverien 15 raekoko on 0.01-3 mm. Putken sisäpintaan muodostetaan lisäksi spiraalimainen uritus. Putki kuumennetaan alemman sulamispisteen omaavan pulverin sulamislämpötilaan, jolloin myös korkeammassa lämpötilassa sulava pulveri kiinnittyy putken pintaan. Samalla putken pintaan .···. muodostuu stabiili huokoinen kerros.

• · • · · 20 • · · • · · :·.φ> CN-patenttihakemuksessa 1449880 esitetään matalan lämpötilan ;···. sintrausprosessi huokoisen pinnan muodostamiseksi putken pintaan. Sen • · · ··· mukaisesti putken pintaan sivellään liimaa, jonka jälkeen pinnalle • · · · ruiskutetaan kupari-tinapulveriseosta ja kappale siirretään uuniin, jossa sitä • · · 25 käsitellään suojakaasussa. Ensimmäisessä vaiheessa putkea pidetään lämpötilassa 400-500 °C 5-30 minuutin ajan, minkä jälkeen lämpötila nostetaan nopeasti 670-700 °C:een, missä lämpötilassa putkea pidetään 60- . 90 min. Pulveriseoksen tinapitoisuus on 9-13 p-%.

• · · • · · • · • · • · · 30 Edellä olevissa US-patenteissa 3,821,018 ja 4,064,914 on esitetty mene- • · !···. telmä, jossa hienojakoinen pulveri kiinnitetään lämmönsiirtopintaan • · • · · sideainetta ja liitospulveria käyttämällä. Sideaineen poisto tapahtuu hitaasti 4 kuumentamalla, minkä jälkeen lämpötila nostetaan vähintään 732 °C:n lämpötilaan, jotta liitospulveri sulaa ja juottaa pulverin lämmönsiirtopintaan. Kyseessä on kovajuotto, jossa tarvittava kuumennuslämpötila on korkea ja kuumennusaika pitkä toteutettavaksi tuotantomittakaavassa.

5

Hopeapitoisen juotteen käytön rajoituksena on korkeampi sulamis- ja juottolämpötila ja hinta. Muissa tekniikan tason mukaisissa menetelmissä käytetään tinaa tai tinaseosta, joiden avulla pulveri kiinnitetään lämmönsiirtopintaan pehmeäjuottamalla. Kuten tiedetään, pehmeäjuotetun ίο liitoksen lujuus on huomattavasti alhaisempi verrattuna kovajuotettuun liitokseen. Lämmönsiirtopinnalla virtaava neste voi pitkäaikaisessa käytössä irrottaa lämmönsiirtopinnasta pulveripartikkeleita, mikäli pulveripartikkelien välinen liitos on heikko. Seurauksena on kappaleen lämmönsiirtokyvyn heikkeneminen. Joissakin edellä kuvatuissa menetelmissä on käytetty 15 erillistä juoksutetta, minkä vuoksi tarvitaan erillisenä vaiheena juoksutusjätteiden poisto korroosion estämiseksi.

KEKSINNÖN TARKOITUS

...# Kehitetyn menetelmän tarkoituksena on muodostaa lämmönsiirtopinnan • · 20 päälle huokoinen pintakerros, joka saadaan liitettyä lujasti alla olevaan • · · :·*/ pintaan teolliseen tuotantoon soveltuvassa lämpötilassa ja ajassa.

• · · • · · • · • ·

KEKSINNÖN YHTEENVETO

• · · · .···. Keksintö kohdistuu menetelmään lujasti kiinnittyvän huokoisen ·· · 25 pintakerroksen muodostamiseksi lämmönsiirtopinnalle. Lämmönsiirtopinta on ··· kuparia tai kupariseosta, edullisesti hapetonta tai fosforilla deoksidoitua • · · · kuparia. Huokoisen pinnan muodostava pulveri on hienojakoista kupari- • · · . 1*. pulveria tai kupariseospulveria. Keksinnön mukaisessa menetelmässä • · · .***. lämmönsiirtopintaan tuodaan kovajuotetta, joka edullisesti sisältää nikkeliä, • · • · · 30 tinaa ja fosforia kupariin seostettuna. Kovajuotoksen suorittamiseksi lämmönsiirtopinta johdetaan lämpökäsittelyyn, jossa lämpötila on korkeimmillaan 725 °C.

• · · 5

Juotekerros voidaan tuoda lämmönsiirtopintaan useammalla eri tavalla, ja tämän jälkeen tai samanaikaisesti pintaan tuodaan varsinaisen huokoisen pinnan muodostava pulveri. Huokoisen pinnan muodostavat pulveripartikkelit 5 juotetaan toisiinsa ja alustana toimivaan lämmönsiirtopintaan hehkuttamalla.

«

Keksintö kohdistuu myös kuparia tai kupariseosta olevaan lämmönsiirto-pintaan, johon on muodostettu kupari- tai kupariseospulverista huokoinen pinta Ni-Sn-P-Cu-pitoisen kovajuotteen avulla.

io

Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista patenttivaatimuksista.

Lämmönsiirtopinta, johon huokoinen pintakerros liitetään, on edullisesti 15 hapetonta tai fosforilla deoksidoitua kuparia, jonka fosforipitoisuus on luokkaa 150-400 ppm eli materiaalin lämmönsiirtokyky on jo luontaisesti hyvin korkea. Edellä on tekniikan tasossa kuvattu, miten lämmönsiirto-pinnaksi katsotaan lämmönvaihdinputkien lisäksi myös monia muita laitteita. Keksintömme mukaista menetelmää pysyvän huokoisen pinnan valmista- • · 20 miseksi samoin kuin keksinnön mukaista lämmönsiirtopintaa voidaan käyttää • · · näiden laitteiden valmistuksessa.

• ·· • « · • · • · ·· ·

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja tuotteessa käytettävä kovajuote on • · · · .···. metalliseos, joka sisältää kuparin lisäksi nikkeliä, tinaa ja fosforia.

• · · 25 Juoteseoksen pitoisuudet ovat edullisesti seuraavalla alueella: 0,8-5,2 paino- .:· % Ni, 0-27,4 paino-% Sn, 2,2-10,9 paino-% P lopun ollessa kuparia. Erään, ··«· edulliseksi osoittautuneen juotteen koostumus on seuraava: 3,9 -4,5 p-% Ni, • · · . 1·. 14,6-16,6 p-% Sn, 5,0-5,5 p-% P lopun ollessa kuparia. Käytettävän juotteen • · · .···. määrä on 1-50 p-% koko lämmönsiirtopintaan syötettävän pulverin määrästä.

• · «·· _ 30 Kovajuotteen sulamispiste on edullisesti alueella 590 - 605 C.

• ♦ · • · • · · · • · • · • · · 6

Huokoisen pinnan aikaansaamiseksi lämmönsiirtopinnalle tuodaan hienojakoista kupari- tai kupariseospulveria, jonka raekokojakautuma on varsin kapea ja pulverihiukkasten muoto edullisesti pyöreä tai pyöreähkö. Kapean raekokojakautuman vuoksi pinnoitteeseen jää runsaasti huokosia, 5 joissa lämmönsiirtoneste alkaa kiehua matalassa lämpötilassa.

Raekokojakautuma voi olla esimerkiksi kapea alue väliltä 35 - 500 pm, edullisesti väliltä 35-300 pm. Eräs edullinen raekokoalue on 37-90 pm. Jos raekokojakautuma on suuri, pinnoite voi muodostua liian tiiviiksi ja huokoisen ίο pinnan edut menetetään.

Lämmönsiirtopinta voidaan käsitellä sideaineella tai sideainetta voidaan sekoittaa pinnoitteen valmistuksessa käytettäviin metallipulvereihin, kuten tekniikan tasossa on kuvattu, mutta se ei ole välttämätöntä. Jos sideainetta is käytetään, sen poisto tapahtuu tunnetun tekniikan mukaisesti hehkuttamalla.

Juotepulveri voidaan tuoda lämmönsiirtopinnalle useammalla eri tavalla. Erään keksinnön mukaisen tavan mukaan juotepulveri sekoitetaan kuparipulveriin. Tämä tapa on mahdollista erityisesti, jos halutaan käyttää * ♦ 20 erillistä sideainetta. Yksinkertaisuuden vuoksi tekstissä käytetään huokoisen • « · pinnan muodostamiseen käytettävästä pulverista nimitystä kuparipulveri, • ·· ]···. vaikka se voi olla myös kupariseospulveria. Erään toisen tavan mukaan • · "·. juotekerros tehdään lämmönsiirtopinnalle ennen kuparipulverin tuomista !···. siihen. Juote voidaan asettaa lämmönsiirtopinnalle esimerkiksi sideaineen • · ·· · 25 päälle ennen kuparipulverin tuomista pinnalle. Kolmannen tavan mukaan lämmönsiirtopinta voidaan kastaa juoteainesulaan ja sen jälkeen tuoda • · · · :***: kuparipulveri pinnalle. Juotepulveri voidaan tuoda lämmönsiirtopinnalle myös ··· # termisen ruiskutuksen avulla tai sivelemällä tai ruiskuttamalla kaasun • ♦ · .·*·. paineen avulla sideaineeseen sekoitettu juotepulveri.

• · • · · 30 • · · :.t\ Varsinaisen huokoisen pinnan muodostava kuparipulveri voidaan myös • · "* syöttää lämmönsiirtopinnalle useammalla eri tavalla. Eräs tapa on sekoittaa 7 sideaine, juotepulveri ja kuparipulveri keskenään ja ruiskuttaa seos lämmönsiirtopinnalle. Erään suoritusmuodon mukaan juote tuodaan erikseen käsiteltävän materiaalin pinnalle ja kuparipulveri ruiskutetaan juotekerroksen päälle. Pulverikerroksen paksuus on edullisesti luokkaa 35 - 500 pm ja 5 edullisesti 35 - 300 pm.

Lämmönsiirtopinnan lämpökäsittely on edullista suorittaa suojakaasussa kuparin hapettumisen estämiseksi. Suojakaasuna voidaan käyttää yleisesti käytettäviä kaasuja tai kaasuseoksia kuten argonia, typpeä, vetyä, typpi-lo vetyseosta, hiilimonoksidia tai krakattua ammoniakkia. Sideaineen kuivaamiseen/haihduttamiseen riittää käsittely lämpötilassa noin 300 - 400 °C. Luja juotos pulveripartikkelien ja lämmönsiirtopinnan välille saadaan, kun käsiteltävä kappale on hetkellisesti, 1-10 minuuttia, lämpötilassa korkeintaan 725 °C, edullisesti alueella 650-700 °C. Juotemateriaali voi tällöin olla sula 15 tai puuromainen. Uunina voidaan tällöin käyttää esimerkiksi panosuunia tai läpivetouunia, jonka läpi lämmönsiirtopinnan käsittävä kappale johdetaan. Kun kappale on kyseisessä lämpötilassa vain hetkellisesti, se tarkoittaa selvää energiansäästöä tunnettuun tekniikkaan nähden. Samoin hetkellinen :*··; kuumennus tarkoittaa käytännössä myös sitä, että käytettävä uuni voi olla • t · : 20 suhteellisen lyhyt alentaen investointikustannuksia.

• · · • · • · • · φ :***: On osoittautunut, että keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä • · · φ>·:· kovajuote muodostaa lujan liitoksen lämmönsiirtopinnan ja kuparipulveri- '[[[: partikkelien välille sekä sitoo partikkelit toisiinsa. Koska keksinnön mukaista 25 juotetta käytettäessä ei tarvita erillistä juoksutetta, myös juoksutejätteiden poistovaihe jää käsittelystä pois. Juote ei sisällä mitään myrkyllisiä ainesosia • · ♦ kuten lyijyä, joten käytöstä poistettu, lämmönsiirtopinnan sisältävä tuote : voidaan johtaa vaaratta kierrätykseen ja käyttää uuden vastaavan tuotteen ··· valmistukseen.

• · · 30 • · • · .··*. Keksintö kohdistuu myös kupari tai kupariseosta olevaan lämmön- • · · siirtopintaan, johon on muodostettu kupari- tai kupariseospulverista 8 huokoinen pinta Cu-Ni-Sn-P-pitoisen kovajuotteen avulla. Lämmönsiirtopinta voidaan muodostaa lämmönvaihdinputkien lisäksi muihin lämmönsiirtoon käytettäviin laitteisiin, joita ovat muun muassa heat sink-, heat spreader-, heat pipe- ja vapour chamber-laitteistot ja kiehutuspinnat elektroniikan 5 komponenttien jäähdytykseen samoin kuin aurinkopaneelit, jäähdytysele-mentit, auton jäähdyttimet ja muut jäähdyttimet kuten erilaiset valukokillit ja valujäähdyttimet.

KUVALUETTELO

10 Kuvassa 1 nähdään suurennos esimerkin 1 mukaisesti valmistetusta huokoisesta lämmönsiirtopinnasta, kuvassa 2 nähdään suurennos esimerkin 1 mukaisesti valmistetusta pinnaltaan huokoisen kupariputken poikkileikkauksesta, ja kuvassa 3 nähdään esimerkin 1 mukaisesti valmistetun, pinnaltaan 15 huokoisen kupariputken lämmönsiirtokapasiteetti pinnan ja nesteen välisen lämpötilaeron funktiona verrattuna sileään ja rihlattuun pintaan.

ESIMERKIT

:***: Esimerkki 1 • · · : 20 Lämmönsiirtopintana käytettiin fosforilla deoksidoitua kuparinauhaa (Cu- DHP). Kuparipulveri oli vesiatomisoitua pulveria, jonka kuparipitoisuus oli 99,86 % ja jonka raekoko oli alueella 37-90 pm. Juotepulverina käytettiin ..I:* pulveria, jonka koostumus oli: 3,9 -4,5 p-% Ni, 14,6-16,6 p-% Sn, 5,0-5,5 p- ··· % P lopun ollessa kuparia. Juotepulverin raemuoto oli pallomainen ja 25 raekoko jonkin verran kuparipulveria pienempi. Juotepulverin sulamisalue on ··*:* 593-604 °C. Molemmat pulveri sekoitettiin kaupalliseen orgaaniseen «·· • · *···* sideaineeseen, jolloin muodostui pulveripasta. Pastan koostumus paino- prosentteina oli 77% kuparipulveria, 18% sideainetta ja 5% juotepulveria.

··· • · • · ··· :*·*: 30 Pasta ruiskutettiin kuparinauhan pinnalle. Ruiskutetun pinnoitekerroksen • · paksuus oli noin 100 pm. Nauha johdettiin kuivaus- ja juoteuunina toimivien vastusuunien läpi nopeudella 10 cm/min. Sideaineen kuivaus- ja 9 haihdutusuunin lämpötila oli noin 300 °C ja juoteuunin noin 700 °C. Suojakaasuna käytettiin typpiatmosfääriä, jossa oli jonkin verran vetyä mukana estämässä kappaleen hapettumista.

5 Juotoksen jälkeen nauha johdettiin tarkastukseen, jossa todettiin, että pulveripartikkelit olivat tarttuneet tiukasti nauhan pintaan ja toisiinsa. Nauhaa voitiin myös taivutella ilman että pulveria irtosi pinnasta. Pinnan huokoisuus ja pinta-ala olivat suuria ja rakenteeseen oli muodostunut runsaasti nauhan pinnalta pulverikerroksen pinnalle ulottuvia kanavia, kuten kuvista 1 ja 2 ίο nähdään. Kuva 1 on SEM-kuva (SEM = Scanning Electron Microscopy) valmistetusta huokoisesta lämmönsiirtopinnasta ja kuva 2 mikroskooppikuva pinnaltaan huokoisen kupariputken poikkileikkauksesta.

Kuvassa 3 nähdään esimerkin 1 mukaisesti valmistetun, pinnaltaan 15 huokoisen kupariputken lämmönsiirtokapasiteetti pinnan (q) ja nesteen (pentaani) välisen lämpötilaeron (Ts - Tlq) funktiona verrattuna sileään ja rihlattuun pintaan.

.···. Huokoisen pinnan muodostamisen jälkeen nauha hitsattiin putkeksi niin, että • « · ; 20 huokoinen pinta muodosti putken sisäpinnan. Hitsaus onnistui varsin hyvin ··· ·*·.. huokoisesta pinnasta huolimatta. Valmiin lämmönsiirtoputken sisäpinnan :1: pinnoitteen huokoisuus oli noin 40 tilavuus-%.

»·· ··· m ··«· ♦ ·· • · • · ·»· 25 • · · ··♦· ··· • · ··· • · · • · · »·· • · · • · • · • · · ·· · • ♦ · ♦ · • · • · • · • · ·

Claims (23)

1. Menetelmä lujasti kiinnittyvän huokoisen pintakerroksen muodostamiseksi kuparia tai kupariseosta olevalle lämmönsiirtopinnalle, jolloin 5 huokoinen kerros muodostetaan kupari- tai kupariseospulverista, tunnettu siitä, että kupari- tai kupariseospulverin liittäminen tiukasti lämmönsiirtopintaan suoritetaan kovajuoteseoksen avulla, joka sisältää nikkeliä, tinaa ja fosforia kupariin seostettuna ja lämmön-siirtopinta johdetaan kovajuotoksen suorittamiseksi lämpökäsittelyyn, ίο jossa lämpötila on korkeintaan 725 °C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovajuoteseoksen koostumus on alueella 0,8-5,2 paino-% Ni, 0-27,4 paino-% Sn, 2,2-10,9 paino-% P lopun ollessa kuparia. 15

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att härdlodslegeringens sammansättning ligger inom omrädet 3,9-4,5 vikt-% Ni, 14,6-16,6 vikt-% Sn, 5,0-5,5 vikt-% P och resten koppar och dess smälttemperatur är 590-605 ÖC. 5

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovajuoteseoksen koostumus on alueella 3,9 -4,5 p-% Ni, 14,6-16,6 p-% Sn, 5,0-5,5 p-% P lopun ollessa kuparia, ja jonka sulamis- .*··. lämpötila on 590-605 °C. ♦ · ♦ . 20 • ♦ ♦ ··· ·*·.. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, :***: että kovajuoteseoksen määrä on 1-50 paino-% koko huokoisen ··· pinnan muodostamiseen käytettävästä pulverimäärästä. • · · • · • · ·«·

4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att mängden härdlodslegering utgör 1-50 vikt-% av hela den pulvermängd som används för bildande av en porös yta. ίο 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1- 4, kännetecknat av att härdlodslegeringen päförs värmeöverföringsytan i pulverform tillsammans med koppar- och kopparlegeringspulvret.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ..*·* että kovajuoteseos tuodaan lämmönsiirtopintaan pulverimaisena • · · yhdessä kupari- tai kupariseospulverin kanssa. • · · • · · ···

6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att av härdlodspulver, 15 koppar- eller kopparlegeringspulver bildas med bindemedel en pasta som sprutas eller stryks pä värmeöverföringsytan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · :·!·. 30 kovajuotepulverista, kupari- tai kupariseospulverista muodostetaan • · • · .···. sideaineen kanssa pasta, joka ruiskutetaan tai sivellään • · · lämmönsiirtopinnalle.

7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat av att .···. härdlodslegeringen päförs värmeöverföringsytan genom att doppa • · 20 värmeöverföringsytan i lodsmältan. • · * ··· • · • · • ·«

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovajuoteseos tuodaan lämmönsiirtopintaan kastamalla lämmön-siirtopinta juotesulaan. 5

8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat av att «M ··· härlodslegeringen päförs värmeöverföringsytan genom termisk ···· :***: sprutning. • · · 25 :T:

9. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat av att av [*· härdlodspulver och bindemedel bildas en pasta som sprutas eller stryks :*··. pä värmeöverföringsytan. • · • · · • · • $ ··· .···. 30 10. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-9, kännetecknat av att • · : härdlödningen genomförs vid en temperatur av 650- 700 ®C. • ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovajuoteseos tuodaan lämmönsiirtopintaan termisen ruiskutuksen avulla. ίο 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovajuotepulverista ja sideaineesta tehdään pasta, joka ruiskutetaan tai sivellään lämmönsiirtopinnalle.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että kovajuotos suoritetaan lämpötilassa 650- 700 °C. 11 .Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtopinta pidetään juotoslämpötilassa 1-10 min. • · · • · • · • · · : :*: 20 12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · että huokoisen pinnan muodostavan kupari- tai kupariseospulverin :***: raekokojakautuma on kapea ja valittu alueelta 35 - 500 pm. ·· · • · · • · · ·

11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-10, kännetecknat av att värmeöverföringsytan hälls vid lödningstemperaturen under 1-10 min.

12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-11, kännetecknat av att 5 partikelstorleksfördelningen hos koppar- eller kopparlegeringspulvret som bildar en porös yta är smal och har valts inom omrädet 35-500 pm.

13. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att partikelstorleksfördelningen hos koppar- eller kopparlegeringspulvret som bildar en ίο porös yta har valts inom omrädet 35-300 pm.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 huokoisen pinnan muodostavan kupari- tai kupariseospulverin raekokojakautuma on alueelta 35-300 pm. • · · • · • · • · · : 14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ··· että huokoisen pinnan muodostavan kupari- tai kupariseospulverin :·!·. 30 raekokoalue on 37 - 90 pm. • ♦ • · « « « • « • ·

14. Förfarande enligt patentkrav 12 eller 13, kännetecknat av att partikelstorleksomrädet hos koppar- eller kopparlegeringspulvret som bildar en porös yta är 37-90 pm.

15. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-14, kännetecknat av att värmeöverföringsytan har bildats pä ytan av ett koppar- eller kopparlegeringsband. • · · • · • · 20 16. Förfarande enligt patentkrav 15, kännetecknat av att av koppar- eller • · · kopparlegeringsbandet har genom svetsning framställts ett • · · .···. värmeväxlings-rör vars inre eller yttre yta bildar en värmeöverföringsyta. • · · • · · • · · · :*··. 17. Värmeöverföringsyta av koppar eller kopparlegering pä vilken bildats ett • · · 25 poröst ytskikt av koppar- eller kopparlegeringspulver, kännetecknad av : att förbindningen av koppar- eller kopparlegeringspulvret fast vid • · · · :*]*: värmeöverföringsytan har genomförts med hjälp av en härdlodslegering . !·. som innehäller nickel, tenn och fosfor legerade med koppar och ··« .···. förbindningen av det porösa ytskiktet med värmeöverföringsytan har ··· 30 genomförts vid en temperatur av högst 725eC. • · ·«· • ·

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtopinta on muodostettu kupari- tai kupariseosnauhan pinnalle.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari- tai kupariseosnauhasta on hitsaamalla valmistettu lämmön-vaihdinputki, jonka sisä- tai ulkopinta muodostaa lämmönsiirtopinnan.

17. Kuparia tai kupariseosta oleva lämmönsiirtopinta, jolle on muodostettu ίο huokoinen pintakerros kupari- tai kupariseospulverista, tunnettu siitä, että kupari- tai kupariseospulverin liittäminen tiukasti lämmönsiirto-pintaan on suoritettu kovajuoteseoksen avulla, joka sisältää nikkeliä, tinaa ja fosforia seostettuna kupariin, ja huokoisen pintakerroksen liittäminen lämmönsiirtopintaan on suoritettu lämpötilassa korkeintaan 15 725 °C.

18. Värmeöverföringsyta enligt patentkrav 17, kännetecknad av att den för bildande av en porös yta använda hardlodslegeringens sammansättning ligger inom omrädet 0,8-5,2 vikt-% Ni, 0-27,4 vikt-% Sn, 2,2-10,9 vikt-% P och resten koppar. 5

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen lämmönsiirtopinta, tunnettu siitä, että huokoisen pinnan muodostamiseksi käytetyn kovajuoteseoksen .·*·. koostumus on alueella 0,8-5,2 paino-% Ni, 0-27,4 paino-% Sn, 2,2- • · · : 20 10,9-% P lopun ollessa kuparia. • · · • · • ♦ • · ·

19. Värmeöverföringsyta enligt patentkrav 17 eller 18, kännetecknad av att den för bildande av en porös yta använda hardlodslegeringens sammansättning ligger inom omrädet 3,9-4,5 vikt% Ni, 14,6-16,6 vikt-% Sn, 5,0-5,5 vikt-% P och resten koppar och dess smälttemperatur är ίο 590-605 eC.

19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen lämmönsiirtopinta, tunnettu • · · /l· siitä, että huokoisen pinnan muodostamiseksi käytetyn kovajuote- seoksen koostumus on alueella 3,9 -4,5 p-% Ni, 14,6-16,6 p-% Sn, 25 5,0-5,5 p-% P lopun ollessa kuparia, ja jonka sulamislämpötila on 590- 605 °C. • · · • · t · • · · : 20. Jonkin patenttivaatimuksen 17-19 mukainen lämmönsiirtopinta, • · · tunnettu siitä, että huokoisen pinnan muodostamiseksi käytetyn kova-30 juoteseoksen määrä on 1-50 paino-% koko huokoisen pinnan • · .··*. muodostamiseen käytetystä pulverimäärästä. ···

20. Värmeöverföringsyta enligt nägot av patentkraven 17-19, kännetecknad av att mängden av härdlodslegering som använts för bildande av en porös yta utgör 1-50 vikt-% av hela den pulvermängd 15 som använts för bildande av den porösa ytan.

21. Värmeöverföringsyta enligt nägot av patentkraven 17-20, kännetecknad av att den porösa värmeöverföringsytan har bildats pä ... ytan av ett koppar- eller kopparlegeringsband. • · • · 20 • · · • · ·

21. Jonkin patenttivaatimuksen 17-20 mukainen lämmönsiirtopinta, tunnettu siitä, että huokoinen lämmönsiirtopinta on muodostettu kupari- tai kupariseosnauhan pinnalle. 5

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen lämmönsiirtopinta, tunnettu siitä, että kupari- tai kupariseosnauhasta on hitsaamalla valmistettu lämmönvaihtoputki, jonka sisä- ja/tai ulkopinta on huokoinen. ίο 23. Jonkin patenttivaatimuksen 17-22 mukainen lämmönsiirtopinta, tunnettu siitä, että huokoinen lämmönsiirtopinta on muodostettu johonkin laiteryhmästä, johon kuuluvat heat sink-, heat spreader-, heat pipe- ja vapour chamber-laitteet, kiehutuspinnat elektroniikan komponenttien jäähdytykseen, aurinkopaneelit, jäähdytyselementit, 15 auton jäähdyttimet ja muut jäähdyttimet kuten erilaiset valukokillit ja valujäähdyttimet. ··· • · • · 20 1. Förfarande för att bilda ett stadigt vidhäftande, poröst ytskikt pä en • · · :·*.* värmeöverföringsyta av koppar eller kopparlegering, varvid det porösa • · · !···. skiktet bildas av koppar- eller kopparlegeringspulver, kännetecknat av • · · att förbindningen av koppar- eller kopparlegeringspulvret fast vid • · · · :***; värmeöverföringsytan genomförs med hjälp av en härdlodslegering • · · 25 innehällande nickel, tenn och fosfor legerade med koppar och att värmeöverföringsytan för utförande av härdlödningen leds tili :]*]: värmebehandling vid en temperatur av högst 725 °C. ·· · • · · • · • · .**·. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att härdlodslegeringens • · · 30 sammansättning ligger inom omrädet 0,8-5,2 vikt-% Ni, 0-27,4 vikt-% • ♦ .·!*: Sn, 2,2-10,9 vikt-% P och resten koppar. • ·♦ • ·

22. Värmeöverföringsyta enligt patentkrav 21, kännetecknad av att ett • · · ]...φ värmeväxlingsrör med porös inre eller yttre yta har genom svetsning • ♦ \’j. framställts av koppar- eller kopparlegeringsbandet. ···· • · ♦ • · • · 25

23. Värmeöverföringsyta enligt nägot av patentkraven 17-22, : .·. kännetecknad av att den porösa värmeöverföringsytan har bildats i ··· · .·*·. nägon av anordningsgruppen omfattande heat sink-, heat spreader-, • · · , heat pipe- och vapour chamber-anordningar, kokarytor för kylning av • I » .***. elektroniska komponenter, solpaneler, kylelement, bilkylare och andra • · 30 kylare säsom olika gjutkokiller och gjutkylare. • · • · • · · • ·