[发明专利]一种气相沉积制备热管的方法

说明书

本发明设计热管领域，尤其涉及一种气相沉积制备热管的方法。所述方法包括：利用气相沉积的方式在热管内表面沉积制备混合金属沉积层；对热管进行热处理，对热管内壁的混合金属沉积层进行烧结形成混合金属层；再次采用气相沉积的方式，在混合金属层表面沉积石墨烯，形成石墨烯层；对石墨烯层进行预氧化，即得到热管。本发明能够有效提高热管的极限传热功率，可达到535W/cmsupgt;2/supgt;以上；在相同环境温度下进行传热散热时，能够显著降低热管的过热度；热管具有良好的传热效率。

技术领域

本发明设计热管领域，尤其涉及一种气相沉积制备热管的方法。

背景技术

近年来，随着电子设备的智能化和微型化发展，电子元器件在微笑空间小的集成化对电子设备造成了严重的高热流密度问题，即产生了极大的散热问题，据统计有超过50％的电子设备失效是高温问题导致的，影响了电子设备的工作性能及其稳定性，并且已然成为了升级换代的掣肘，制约了电子设备的发展。

自然对流的冷却方式显然已经不适用于电子封装产品的散热，空气强制对流的极限散热热流密度约在100W/cm²以下，而现有电子设备的热流密度普遍已经达到了60～100W/cm²左右，甚至部分可达到500W/cm²以上，因此空气强制对流也无法满足现有电子设备的散热需求。而热管作为一种气液相变的传热元件，具有导热率高、均温性好、可靠性高、不需要额外能量驱动等优点，是散热技术方案中效果十分突出的一种选择，能够形成大规模标准化的热设计方案。热管通常由三部分构成：管壳、内部流动工质和毛细吸液芯结构。

但是，现有的热管中还有一种厚度通常≤2mm的超薄微热管，超薄微热管的与常规热管的主要区别在与小厚度条件下微热管的传热性能会明显降低，工艺参数对热管性能的影响十分巨大，包括吸液芯的类型、吸液芯的布置、吸液芯与蒸汽腔的空间分配和充液量等参数。同时超薄热管的传热机理更佳复杂，传热极限并不一定局限于常见的毛细极限。

目前，许多研究人员试图对超薄微热管的传热性能进行改善。如Weibel J A,Kousalya A S,Fisher T S,et al.Characterization and nanostructured enhancementof boiling incipience in capillary-fed,ultra-thin sintered powder wicks[C]//IEEE Intersociety Conference on ThermalThermomechanical Phenomena inElectronic Systems.IEEE,2012.所公开的技术方案中，表明烧结铜粉吸液芯在23℃的过热度下能够承受高达437W/cm²的热流密度，同时指出碳纳米管涂层能够有效降低过热度，增大传热能力。但是，其极限传热功率仍有待提高。

发明内容

为解决现有的超薄微热管的极限传热功率普遍较低，而现有的大量吸液芯改进方案或改进效果不佳，在成本过高，或存在不适用于超薄微热管等问题，本发明提供了一种气相沉积制备热管的方法。

本发明的目的在于：

一、提高热管的极限传热功率；

二、能够有效降低热管的过热度；

三、提高热管的传热效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种气相沉积制备热管的方法，

所述方法包括：

1)利用气相沉积的方式在热管内表面沉积制备混合金属沉积层；

2)对热管进行热处理，对热管内壁的混合金属沉积层进行烧结形成混合金属层；

3)再次采用气相沉积的方式，在混合金属层表面沉积石墨烯，形成石墨烯层；