專利名稱：燒結(jié)式熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管結(jié)構(gòu)，特別是指一種具有燒結(jié)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的熱管。
背景技術(shù)：
熱管因體積小、利用相變潛熱作用快速輸送大量熱能、溫度分布均勻、構(gòu)造簡單、重量輕、無需外加作用力、壽命長、低熱阻、遠(yuǎn)距傳輸?shù)忍匦?，符合目前?jì)算機(jī)散熱模塊的需求，因此被廣泛用來解決散熱問題。
而上述熱導(dǎo)管的驅(qū)動(dòng)原理是在蒸發(fā)部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的飽和工作介質(zhì)，吸收外部熱源而蒸發(fā)，由于蒸汽產(chǎn)生的壓差使蒸汽向冷凝部方向快速移動(dòng)，輸送熱量。最后在冷凝部重新冷卻凝縮、放熱。此時(shí)，凝縮的工作流體被吸收于冷凝部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)，由于冷凝部與蒸發(fā)部的毛細(xì)管間的壓差，而回歸于冷凝部，上述驅(qū)動(dòng)工作流體的移動(dòng)及回歸過程循環(huán)運(yùn)作，從而蒸發(fā)部不斷向冷凝部持續(xù)性的傳輸熱量。
請(qǐng)參看圖1，目前業(yè)界使用水噴不規(guī)則銅粉100作為熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)主要原料，其主要特征為粉體100型態(tài)不規(guī)則、粉體100的視密度即粉體100在其可視面積(包括粉體100內(nèi)部孔洞的面積)下的密度值介于2.5g/cm3～3.3g/cm3之間。粉體100上具有大量孔隙110，而粉體100經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后所形成的顆粒內(nèi)部仍可能殘留大量微細(xì)孔隙110。由毛細(xì)作用力計(jì)算公式ΔP=-4×σ×cosθd]]>(其中，ΔP為毛細(xì)作用力，d為孔隙直徑)得知當(dāng)孔隙110直徑越小其毛細(xì)作用力ΔP越大，所以此顆粒內(nèi)部的微細(xì)孔隙110易箝住工作介質(zhì)及非凝結(jié)性氣體。當(dāng)工作介質(zhì)或非凝結(jié)性氣體被吸入進(jìn)具高毛細(xì)作用力的孔隙110中，必需以高于此毛細(xì)作用力才能將工作介質(zhì)由毛細(xì)孔中取出。因此在實(shí)際量產(chǎn)時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)工作介質(zhì)嚴(yán)重的不足，且其熱性能降低，其主要原因是微毛細(xì)孔隙110箝住工作介質(zhì)造成工作介質(zhì)的含量不足及熱傳性能的不足。在粉體100中孔隙110體積占粉體100固體體積的百分率相同即孔隙率相同的情況下，比較圖2A的高生胚密度、低溫?zé)Y(jié)的顆粒微觀結(jié)構(gòu)與圖2B的低生胚密度、高溫?zé)Y(jié)的顆粒微觀結(jié)構(gòu)可知在低溫?zé)Y(jié)條件下無法將多孔性粉體100的微孔隙110完全消除，只有在高溫?zé)Y(jié)狀況下才能消除大部分的微孔隙110，所以此類水噴不規(guī)則銅粉100經(jīng)常以高溫?zé)Y(jié)方式來消除顆粒微毛細(xì)孔。然，高溫?zé)Y(jié)將導(dǎo)致孔隙率的降低，進(jìn)而影響熱管性能。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種燒結(jié)式熱管。
一種燒結(jié)式熱管，包括導(dǎo)熱管體，管體內(nèi)壁附著有視密度介于3.3g/cm3～4.8g/cm3的球形金屬粉以燒結(jié)方式制作的毛細(xì)結(jié)構(gòu)及工作介質(zhì)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該燒結(jié)式熱管可縮小毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙，進(jìn)而增加有效作用孔隙率，有效地解決原料所造成大量殘留微孔隙的缺點(diǎn)并能提升熱管性能。
下面參照附圖，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是現(xiàn)有水噴銅粉燒結(jié)后掃描式電子顯微影像圖。
圖2A是高生胚密度水噴銅粉低溫?zé)Y(jié)后掃描式電子顯微影像圖。
圖2B是低生胚密度水噴銅粉高溫?zé)Y(jié)后掃描式電子顯微影像圖。
圖3是本發(fā)明燒結(jié)式熱管所使用的微細(xì)金屬粉造粒后的型態(tài)。
圖4是不同形狀金屬粉顆粒滲透率隨時(shí)間的變化的曲線圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的燒結(jié)式熱管包括導(dǎo)熱管體、經(jīng)燒結(jié)后固著于管體內(nèi)壁的毛細(xì)顆粒、及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)。該燒結(jié)式熱管通過如下步驟獲得將一芯棒插入管體，且使該芯棒與管體之間留有間隙，在上述間隙內(nèi)填入視密度介于3.3g/cm3～4.8g/cm3為主體的球形金屬粉300，經(jīng)由燒結(jié)制程以形成孔徑相近的毛細(xì)顆粒，以降低因金屬粉體顆粒內(nèi)部微孔隙高毛細(xì)力所造成熱傳不良的影響，有效提升熱管性能。
該燒結(jié)式熱管的一實(shí)施方式中，球形金屬粉300是經(jīng)機(jī)械切割、破碎、粉碎等制程而得的高視密度的金屬粉。該等球形金屬粉300的粒徑分布區(qū)間介于80μm～300μm，其中又以100μm～250μm為較佳粒徑分布。該等球形金屬粉300內(nèi)得混合重量為球形金屬粉300重量的1～10％的細(xì)粉作為強(qiáng)化毛細(xì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的添加物。
請(qǐng)參看圖3，該燒結(jié)式熱管的第二實(shí)施方式中，是以小于10μm的微細(xì)金屬粉200為原料，該原料使用壓力式或離心式造粒機(jī)的制程參數(shù)控制得到顆粒尺寸一致性高的球形金屬粉300，其顆粒尺寸介于30μm～300μm。該球形金屬粉300先經(jīng)過600℃～850℃的預(yù)燒結(jié)處理，其高表面活化能使得其致密化溫度大幅降低，同時(shí)使球形金屬粉300內(nèi)部微細(xì)孔先致密化，并提升球形金屬粉300的流動(dòng)性，避免球形金屬粉300堆積時(shí)產(chǎn)生的架橋現(xiàn)象。
是以，采用本實(shí)施方式的球形金屬粉300的燒結(jié)式熱管可改善習(xí)用技術(shù)的關(guān)鍵在于使用高視密度為主體的粉體，改善微毛細(xì)孔有效達(dá)到熱傳輸?shù)哪康?；使用預(yù)燒結(jié)制程有效降低粉體內(nèi)部的微毛細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加粉體的堆積因子及流動(dòng)性。
請(qǐng)參看圖4，在孔隙率均為47％的條件下，使用球形金屬粉(fine spherical)300的滲透率(permeability)優(yōu)于使用水噴的不規(guī)則金屬粉(fine irregular)100及羽毛狀的電解銅粉(dendritic)的滲透率，因此將粉體制作成球形體將可提升熱管的性能。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)式熱管，包括導(dǎo)熱管體及工作介質(zhì)，其特征在于管體內(nèi)壁附著有視密度介于3.3g/cm3～4.8g/cm3的球形金屬粉以燒結(jié)方式制作的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式熱管，其特征在于該球形金屬粉內(nèi)混合有重量為球形金屬粉重量的1～10％、用以強(qiáng)化毛細(xì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的細(xì)粉。
3.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式熱管，其特征在于該球形金屬粉的粒徑分布區(qū)間介于80μm～300μm。
4.如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)式熱管，其特征在于該球形金屬粉的粒徑分布區(qū)間介于100μm～250μm。
5.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式熱管，其特征在于該球形金屬粉的顆粒尺寸介于30μm～300μm。
6.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式熱管，其特征在于該球形金屬粉是以小于10μm微細(xì)金屬粉為原料。
全文摘要
一種燒結(jié)式熱管，包括導(dǎo)熱管體，管體內(nèi)壁附著有視密度介于3.3g/cm
文檔編號(hào)F28D15/04GK1959329SQ20051010097
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者侯春樹, 劉泰健, 童兆年 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司