[发明专利]采用复相造孔剂造孔的热管或均热板用吸液芯及其制法

说明书

本发明属于热管或均热板用吸液芯制备技术领域，具体涉及一种采用复相造孔剂造孔的热管或均热板用吸液芯及其制法。所述吸液芯的制备方法包括以下步骤：使氯化钠和硫酸钠共结晶，得到氯化钠/硫酸钠共结晶物；将两种粒径粗、细不同的氯化钠/硫酸钠共结晶物按一定质量比混合，得到复相造孔剂；将所述复相造孔剂与铜粉混合均匀，加入模具中焙烧，得到含有复相造孔剂的吸液芯，溶解除去其中复相造孔剂，即得所述吸液芯。本发明的吸液芯具有孔径可控、高孔隙度和毛细力强的特点，其在制备过程中使用所述复相造孔剂，加快了造孔剂的溶解速率，防止氧化，同时可制得兼顾高毛细力与低流动阻力的吸液芯，提高了热管的传热传质效率。

技术领域

本发明属于热管或均热板用吸液芯制备技术领域，具体涉及一种采用复相造孔剂造孔的热管或均热板用吸液芯及其制备方法。

背景技术

电子产业高性能、微型化、集成化的三大发展趋势直接造成的必须面临的问题就是散热问题。热量的聚集会直接影响到其温度的升高和热应力的增加,同时对周围的器件也产生影响，致使有的设备、组件、电路板、元器件在较高的温度下不能可靠地工作，甚至缩短其工作寿命。热管和均热板作为一种高效的相变传热元件，以其高导热率、高冷却能力、高稳定性和长寿命等优点已在电子元件散热领域得到了广泛应用，逐步成为高端CPU、显卡、以及笔记本电脑的主流散热方式。热管和均热板的超薄化是解决当前电子设备在狭小空间内高热流密度问题的理想方案。作为热管和均热板核心的吸液芯结构的超薄化，就必须得考虑在降低厚度的同时兼顾毛细力与通量的要求，及毛细管径分布和孔隙度。

粉末烧结吸液芯具有良好的毛细力，但是同时具有孔隙度低和流动阻力大的缺点；沟槽式吸液芯流动阻力小，但是毛细力较低，且方向性较强无法用于均热板；丝网烧结由于其比表面积较大二加工难度较大，不适用于工业化生产；复合吸液芯虽然具有毛细力大和阻力较小的特点，但在加工过程中较复杂的工艺和对孔隙度的影响都限制了它的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种毛细力大、流动阻力小、孔隙度高且工艺简单的热管或均热板用吸液芯的制备方法，使用复相造孔剂和铜粉烧结制备吸液芯，通过对复相造孔剂粒径的控制实现对吸液芯孔径的控制，制备具有两种孔隙结构，兼顾高毛细力与低流动阻力且孔隙度高的吸液芯，提高了热管的传热传质效率。

具体来说，本发明提供了如下技术方案。

一种热管或均热板用吸液芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)使氯化钠和硫酸钠共结晶，得到氯化钠/硫酸钠共结晶物；

(2)将两种粒径粗、细不同的氯化钠/硫酸钠共结晶物按一定质量比混合，得到复相造孔剂；

(3)将所述复相造孔剂与铜粉混合均匀，加入模具中焙烧，得到含有复相造孔剂的吸液芯，溶解除去其中复相造孔剂，即得所述吸液芯。

毛细管中的毛细力取决于工质与毛细管材质的接触角和表面接触角以及毛细孔半径，当工质与材质固定时，表面接触角和表面张力系数固定，只受毛细孔半径的影响，毛细孔的毛细力值可通过下式计算：

式中：σ为工质的表面张力系数，θ为工质与吸液芯的接触角，r_c为毛细管的毛细孔半径；从公式可得毛细孔半径越小，毛细力越大；但当毛细孔半径处于纳米级时，吸液芯比表面积太高，具有极高的表面能，在加工过程中被空气迅速氧化，降低材料的表面张力系数，反而会降低毛细力。

毛细孔半径减小，会提高毛细力，但是在细孔中工质流动具有较高的阻力，造成多孔结构的渗透率降低，而且加入的复相造孔剂如果全部为小粒径复相造孔剂，会减少吸液芯的连接强度，因此在级配时需加入一定量的大粒径复相造孔剂，在保证孔隙度和连接强度的同时，提升渗透率，热管吸液芯的渗透率可通过下式计算：