一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管-07.docx

说 明 书

一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管
技术领域
本发明涉及一种适用于电子元器件冷却的散热装置，尤其涉及一种能够在低热流密度下启动运行的新型脉动热管。
背景技术
随着电子元器件的集成度不断提高，电子设备体积越来越小, 而电子设备的功能和复杂性日益增长，单位体积电子器件的发热量快速增加，散热问题变得越来越突出，目前发热芯片的高热流密度散热问题已成为微电子工业发展的最大瓶颈之一。而脉动热管由于具有结构简单多变，适应性强，不需要毛细芯，制造简单，传热性能好等特点，在电子器件高效冷却方面有很好的开发前景。脉动热管为一段封闭蛇形弯曲且真空的毛细管回路，充入部分工质后，在毛细管和弯曲力的作用下，工质呈现汽液塞随机分布的初始状态。当脉动热管蒸发段受热时，局部工质蒸发形成冷热端的温度差和压力差，从而驱动汽液塞的振荡传热。传统的脉动热管由毛细管弯制而成，壁面比较光滑，需热流密度达到一定程度后才能启动，导致启动温升太高超出设备允许的温度范围，从而影响设备的性能，同时，还需要较长的启动时间，限制了脉动热管在实际中的应用。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点和不足，本发明提供一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管。
本发明采用如下技术方案：
一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管，包括高效蒸发段、隔热段、冷凝段和工质灌注段。
所述高效蒸发段内壁加工有粗化结构，此结构有助于增大核化点半径，进而有利于新气泡在高效蒸发段内壁形成，最终使脉动热管在低热流密度下顺利启动运行，所述粗化结构大小通常为几微米，不同工质对应的粗化尺度不同，例如甲醇工质的最佳核化点半径为2微米，丙酮工质的最佳核化点半径为4微米；所述粗化结构可通过电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀、粉末烧结等方法加工制备。
所述高效蒸发段、隔热段和冷凝段材料为毛细铜管或毛细不锈钢管。
所述隔热段和冷凝段由同一毛细管制作；高效蒸发段单独制作，完成后与隔热段通过钎焊连接；工质灌注段使用三通金属管与冷凝段通过钎焊连接而成。
所述工质灌注段用于抽真空和工质灌注。
所述隔热段由保温棉包裹以保证脉动热管工作效果最佳。
本发明的有效效益如下：
具有粗化结构的高效蒸发段降低了脉动热管启动所需的最低温度，即使在低热流密度下，脉动热管也能够顺利启动运行，同时也将有效地缩短启动时间，在电子元器件散热领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管结构简图
图中，1.高效蒸发段，2.隔热段，3.冷凝段，4.工质灌注段。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所述，一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管，包括高效蒸发段1、隔热段2、冷凝段3和工质灌注段4。
选择毛细铜管作为高效蒸发段1、隔热段2和冷凝段3的材料。选择丙酮作为工质，工质灌注率为50%，采用电化学腐蚀方法，在高效蒸发段1内壁加工尺度为3-5微米大小的粗化结构，此结构将增大高效蒸发段1内壁的核化点半径，进而有利于新气泡在高效蒸发段1内壁形成，最终使脉动热管在低热流密度下顺利启动运行。
隔热段2和冷凝段3由同一毛细铜管制作；高效蒸发段1单独制作，完成后与隔热段2通过钎焊连接；工质灌注段4使用三通金属管与冷凝段3通过钎焊连接而成。连接完成后，在工质灌注段4进行抽真空和工质灌注
最后，在隔热段2使用保温棉包裹以保证脉动热管工作效果最佳。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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权 利 要 求 书

1、一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管，其特征在于包括高效蒸发段、隔热段、冷凝段和工质灌注段。
2、根据权利要求1所述的高效蒸发段，其特征在于，所述的蒸发段内壁加工有粗化结构，增大核化点半径，容易在内壁生成新气泡，使得脉动热管在低热流密度下顺利启动运行。
3、根据权利要求2所述的粗化结构，其特征在于，所述的粗化结构大小通常为几微米，可根据不同工质选取不同的粗化尺度。
4、根据权利要求2所述的粗化结构，其特征在于，所述的粗化结构加工方法可以为电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀、粉末烧结等。

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说 明 书 摘 要

本发明公开了一种具有粗化结构高效蒸发段的新型脉动热管。脉动热管的高效蒸发段内壁通过电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀、粉末烧结等工艺加工有尺度通常为几微米的粗化结构，增大了核化点半径，容易在管内壁生成新气泡，使得脉动热管在低热流密度下顺利启动运行。

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说 明 书 附 图

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摘 要 附 图

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