[發明專利]一種非介質嵌合導熱方法及其應用

無效

• 申請號: 201210088694.X
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103208470A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 翁延鳴
• 申請（專利權）人: 江蘇漢萊科技有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L33/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種非介質嵌合導熱方法及其應用，屬于熱傳導方法領域。?

背景技術

熱傳遞分熱輻射、對流、熱傳導三種基本方式。熱輻射，是由高溫物體直接向外發射熱的現象，高溫物體以電磁輻射的形式發出能量，溫度越高，輻射越強；對流，靠氣體或液體的流動來傳熱的方式，液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環流動使溫度趨于均勻的過程；熱傳導，熱從物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分的方式。熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。

目前在傳導物理的應用方面,絕大多數采用具有一定傳導性能的介質，將介質作用于發熱體與散熱體之間，作為發熱體與散熱體的熱傳導的銜接，把發熱體的熱量通過介質導到散熱體上，目的使發熱體維持在正常的溫度條件下。

但是凡使用介質傳導往往會因為介質的物理性和應用環境變化而使傳導性能下降甚至失效，尤其在熱傳導應用方面，因介質經一定時間不斷的熱脹冷縮循環后，使其與發熱體和散熱體貼合有一定間隙，導致其在發熱體與散熱體之間傳導性能下降甚至失效的現象最為突出。造成設備或裝置的早期失效，造成巨大的財產損失和低劣的社會形象，并存在有諸多的安全隱患，阻礙了許多先進技術的推廣、應用，造成了巨大的浪費。

目前現有技術中熱導介質中，熱導效果最好的為稀貴金屬，每年僅用稀貴金屬進行傳導的費用高達數百億美元之多。

據不完全統計，每年全球因熱傳導失敗造成的經濟損失高達數千億美元，造成的安全事故損失也非常巨大。徹底扭轉在許多應用領域介質傳導的不良現象，克服許多新技術、新材料的應用障礙，大大延長相關設備的使用時間，挽回由于傳導失效造成的巨大財產損失，對于稀貴金屬原本就非常有限的地球,?節約稀貴金屬，降低相關行業和產業的成本是我們亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的之一公開了一種新的熱傳導方法，本熱傳導方法為非介質傳導方法。

本發明的目的之二公開了在非介質嵌合傳導方法基礎上利用傳導物理、熱傳導物理、材料物理原理，通過增加發熱體與散熱體的接觸面面積，從而提高熱傳導率。

本發明的目的之三公開了本發明非介質傳導方法在相關領域的應用。

物體或系統內的各點間的溫度差，是熱傳導的必要條件。由熱傳導方式引起的熱傳遞速率（簡稱導熱速率）決定于物體內溫度的分布情況。溫度場就是任一瞬間物體或系統內各點的溫度分布總和。

熱傳導就是熱量從系統的一部分傳到另一部分或由一個系統傳到另一個系統的現象。它是固體中熱傳遞的主要方式。熱傳導實質是由大量物質的分子熱運動互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過程。在固體中，熱傳導的微觀過程是：在溫度高的部分，晶體中結點上的微粒振動動能較大。在低溫部分，微粒振動動能較小。因微粒的振動互相聯系，所以在晶體內部就發生微粒的振動，動能由動能大的部分向動能小的部分傳遞。在固體中熱的傳導，就是能量的遷移。在金屬物質中，因存在大量的自由電子，在不停地作無規則的熱運動。一般晶格震動的能量較小，自由電子在金屬晶體中對熱的傳導起主要作用。

金屬中熱導率排列在前幾位的為：銀Ag熱導率為428?W/m·K、銅Cu熱導率為398?W/m·K、金Au熱導率為317.9?W/m·K、鋁Al熱導率為247?W/m·K，所以在金屬中熱導效果最好的為銀，但由于其價格因素，所以一般選擇銅來替代，但為節約成本，很多企業更偏向于選擇鋁作為熱導金屬。

本發明所述的非介質傳導方法，即通過發熱體與散熱體直接接觸，取代發熱體與散熱體通過介質間接接觸，使發熱體直接把熱傳導至散熱體上，而非是通過熱傳導介質作為中間傳導媒介。整個傳導過程省略了傳導介質這部分，使熱傳導方法與傳統借助傳導介質的傳導方法比，在技術上有了創新性突破。

本發明所述的通過增加發熱體與散熱體的接觸面面積，從而提高熱傳導率，是通過使發熱體與散熱體的接觸面面積Sr，Sp<Sr<NSp,其中Sr為實際接觸面，Sp為水平面積，N為大于1的倍數。使發熱體與散熱體不僅僅是形式上的面面接觸，更是多元化接觸，通過對發熱體與散熱體接觸表面處理，使他們表面積成倍數化增長，使其面積增加幾倍、幾十倍、幾百倍甚至幾千倍，同時保證發熱體表面與散熱體表面相互匹配、相互嵌合如圖1所示。另外圓形結果的發熱體和散熱體可以通過螺紋形式嵌合接觸，用加深螺紋方式獲得N倍的直接接觸面的面積如圖2所示，或者可以通過多面化的直接切合接觸如圖3所示，A、B、C三面接觸。上述稱之為無介質嵌合熱傳導方法。