043]通過設置嵌套式多孔結(jié)構(gòu)柱大大提高了毛細壓力，顯著縮短了工質(zhì)回流路徑，顯著加快工質(zhì)的回流速度；可實現(xiàn)汽-液兩相的有效分離，極大地減少了汽一液界面上的粘性剪切應力，顯著地提高了平板熱管毛細極限、沸騰極限以及剪切極限，從而提升平板熱管的傳熱性能。
[0044]燒結(jié)多孔柱41和多孔凸起31兩部分毛細結(jié)構(gòu)通過配合而形成的支撐柱結(jié)構(gòu)，使得無論是外界施加壓力，還是真空空腔處于低壓或高壓的狀態(tài)，都可以一定程度上防止平板熱管內(nèi)陷或者脫焊開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0045]由于工質(zhì)可以通過壁面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)及嵌套式多孔結(jié)構(gòu)柱從冷凝面快速回流到蒸發(fā)面，無論將該平板熱管進行傾斜布置、水平布置或者垂直布置，均對工質(zhì)冷凝后的回流方向和速度影響很小，從而提高了該平板熱管的工作穩(wěn)定性和可靠性。
[0046]上述具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管的制造方法，包括如下步驟:
[0047](I)參考圖4-6，采用電火花成形加工工藝加工出第一燒結(jié)模具6和第二燒結(jié)模具5。模具的材質(zhì)選用不銹鋼，具體為:對不銹鋼板進行電火花成形加工，選用石墨或紫銅作為加工電極，電極通過銑床加工成形。電火花加工的脈沖寬度可選300 μ S-800 μ S，脈沖間隔可選80 μ S-250 μ So對于紫銅電極，選擇300 μ s—800 μ S脈沖寬度，此處優(yōu)選550 μ S。對于石墨電極脈沖寬度可選300 μ S-500 μ S，此處優(yōu)選400 μ S。電流可根據(jù)電極面積選擇，一般單位面積電流不超過lOA/cm2。對于帶有圓錐凸臺31的吸液芯3，在第二燒結(jié)模具5加工出與多孔凸起31相配的錐孔51 ;在第一燒結(jié)模具6上加工出與多孔燒結(jié)柱41相配的錐孔，以及與所述內(nèi)凹槽411相配的凸起61。
[0048](2)選取兩塊經(jīng)清洗除污、烘干的金屬薄板分別作為平板熱管的上金屬蓋板I和下金屬蓋板2，其中，下金屬蓋板2為一塊經(jīng)沖壓制成內(nèi)面具有凹腔的金屬薄板，上金屬蓋板I為一塊平板狀的金屬薄板；上金屬蓋板I的內(nèi)表面為冷凝面，下金屬蓋板2的內(nèi)表面為蒸發(fā)面；
[0049](3)取合適粒徑(如75-100 μ m)的金屬粉末顆粒7分別填充第一燒結(jié)模具6、第二燒結(jié)模具5與上金屬蓋板1、下金屬蓋板2組成的空腔內(nèi)，如圖7和圖8所示，使金屬粉末充分填滿空腔為止。填充時適時振蕩模具，使銅球粉充分填充。將填充完畢的空腔蓋實，保證金屬粉末上端的平齊?？梢詫δ＞哌M行表面處理，以減小模具在拔出時的拔出力，避免吸液芯結(jié)構(gòu)遭到破壞或者模具拔不出。有效的表面處理方法為，模具表面涂一層抗高溫的脫模劑，或者對芯棒表面進行高溫滲氮。
[0050](4)將填好銅粉的上金屬蓋板1、下金屬蓋板2與模具5、6夾持固定，并置于放在支架上并固定，置于箱式氣氛保護電阻爐中燒結(jié)，該燒結(jié)的升溫程序為:以300-400°C /h的速度升溫至400-500 °C后保溫20-40min，再以300-400 °C /h的速度升溫至850-1000 °C后保溫燒結(jié)30-90min ;優(yōu)選的升溫程序為:以300_400°C /h的速度升溫至400_450°C后保溫25-35min,300-400°C /h 的速度升溫至 900_1000°C后保溫燒 30_90min。
[0051](5)燒結(jié)完成后，爐冷至室溫，取出支架，將第一燒結(jié)模具6、第二燒結(jié)模具5分別拔出，從而得到冷凝面上多孔凸起結(jié)構(gòu)31與薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)相連的上吸液芯3，如圖9所示；以及得到蒸發(fā)面上含內(nèi)凹槽411的燒結(jié)多孔柱41與薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)相連的下吸液芯4，如圖10所示。多孔凸起結(jié)構(gòu)31、含內(nèi)凹槽411的燒結(jié)多孔柱41其截面圖分別如圖11所示。
[0052](6)將上金屬蓋板I與下金屬蓋板2通過釬焊進行連接，焊接完成后利用真空設備對均熱板進行抽真空，抽真空過程應保證環(huán)境潔凈無塵。抽真空過程完成后，將工質(zhì)進行除氣，然后對其內(nèi)部灌注工質(zhì)，并封口，從而得到具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管。
[0053]實施例2
[0054]參考圖12，本實施例與實施例1的區(qū)別在于:燒結(jié)多孔柱41為圓柱型或錐圓柱，而多孔凸起結(jié)構(gòu)31錐體或半球體或方形體，其余部分與實施例1相同。
[0055]以上內(nèi)容是結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于包括:上金屬蓋板和下金屬蓋板；上金屬蓋板和下金屬蓋板之間通過焊接密封形成密閉的腔體，在腔體內(nèi)部填充有液體工質(zhì)；所述腔體的內(nèi)表面分為蒸發(fā)面和冷凝面；所述冷凝面和蒸發(fā)面均鋪設有金屬粉末顆粒燒結(jié)形成的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)，且在蒸發(fā)面加工出陣列排布的帶有內(nèi)凹槽的燒結(jié)多孔柱，冷凝面則加工出與該內(nèi)凹槽相配合的多孔凸起；兩者通過緊密配合形成嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱，所述嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱內(nèi)形成工質(zhì)回流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述燒結(jié)多孔柱垂直設置于所述蒸發(fā)面、該燒結(jié)多孔柱的頂端設有內(nèi)凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述燒結(jié)多孔柱由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與蒸發(fā)面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為下吸液芯；所述多孔凸起由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與冷凝面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為上吸液芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述燒結(jié)多孔柱為圓柱或錐圓柱，所述多孔凸起為錐體或半球體或方形體，并與燒結(jié)多孔柱的內(nèi)凹槽相配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述上金屬蓋板和下金屬蓋板的材質(zhì)為銅或鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)是由銅粉或鎳粉燒結(jié)而成；其粒徑為20 μπι?150 μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，其特征在于:所述工作介質(zhì)為水或乙醇或丙酮或甲醇。
8.一種權(quán)利要求1至7中任一項所述的具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管的制造方法，其特征在于包括如下步驟: (1)通過電火花成形加工方法制造出與下金屬蓋板的燒結(jié)多孔柱和上金屬蓋板的多孔凸起分別相配合的第一燒結(jié)模具和第二燒結(jié)模具； (2)選取兩塊經(jīng)清洗除污、烘干的金屬薄板分別作為平板熱管的上金屬蓋板和下金屬蓋板，其中，下金屬蓋板為一塊經(jīng)沖壓制成內(nèi)面具有凹腔的金屬薄板，上金屬蓋板為一塊平板狀的金屬薄板；上金屬蓋板的內(nèi)表面為冷凝面，下金屬蓋板的內(nèi)表面為蒸發(fā)面； (3)將金屬粉末顆粒分別填充至燒結(jié)模具和上金屬蓋板、下金屬蓋板組成的空腔內(nèi)，分別放入燒結(jié)爐中進行固相燒結(jié)； (4)將下金屬蓋板和上金屬蓋板上的燒結(jié)模具拔出，從而得到蒸發(fā)面上含內(nèi)凹槽的燒結(jié)多孔柱與薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)相連的下吸液芯，以及冷凝面上含多孔凸起結(jié)構(gòu)與薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)相連的上吸液芯； (5)將上金屬蓋板與下金屬蓋板通過釬焊進行連接，對其內(nèi)部進行抽真空與灌注工質(zhì)，完成平板熱管的制備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管的制造方法，其特征在于:所述燒結(jié)多孔柱為錐圓柱，其頂端設有內(nèi)凹槽；所述多孔凸起為圓錐體，并與燒結(jié)多孔柱的內(nèi)凹槽相配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管的制造方法，其特征在于:所述第一燒結(jié)模具具有與所述錐圓柱相配的錐孔，以及與所述內(nèi)凹槽相配的凸起；所述第二燒結(jié)模具具有與所述圓錐體配合的錐孔。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管及其制造方法，該平板熱管包括上、下兩塊金屬蓋板，上、下金屬蓋板之間通過焊接密封形成密閉的腔體，在腔體內(nèi)部填充有液體工質(zhì)；所述腔體的內(nèi)表面分為蒸發(fā)面和冷凝面；所述冷凝面和蒸發(fā)面均鋪設有金屬粉末顆粒燒結(jié)形成的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)，且在蒸發(fā)面加工出陣列排布的帶有內(nèi)凹槽的燒結(jié)多孔柱，冷凝面加工出與該內(nèi)凹槽相配合的多孔凸起；兩者通過緊密配合形成嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱，所述嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱內(nèi)形成工質(zhì)回流通道。該平板熱管提高了毛細壓力，顯著加快了工質(zhì)回流速度，實現(xiàn)了汽-液兩相的分離，大大提高傳熱性能；同時該嵌套式吸液芯起到支撐柱作用，有效避免了平板熱管內(nèi)陷或裂縫變形等問題。
【IPC分類】F28D15-04
【公開號】CN104534906
【申請?zhí)枴緾N201510018051
【發(fā)明人】鄧大祥, 謝澤欣, 萬偉, 周偉, 曾濤, 張景瑞, 秦利鋒
【申請人】廈門大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月14日