[发明专利]一种干式自发循环散热器

说明书

技术领域

本发明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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明中，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。

本发明的泡沫铝合金基体不同于普通的金属泡沫基体。一方面，本发明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，本发明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，本发明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。