[實用新型]一種泡沫金屬熱管

有效

• 申請號: 201420106148.9
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN203731912U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 郭連貴;周青;郭芳芳;李紅英;李芳麗
• 申請（專利權）人: 江西科技學院
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;H05K7/20
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 李衛東

技術領域?

本實用新型涉及一種電子元器件散熱裝置，尤其涉及一種泡沫金屬熱管。?

背景技術

隨著電子技術的迅猛發展，電子元器件日趨小型化，而晶體管密度卻成倍增加，一塊指甲大小的芯片集成了多達千萬計的晶體管。電子元器件集成度的不斷提高伴隨著高熱量的產生，需要配套更高性能的散熱裝置。因為電子散熱的好壞將直接影響到電子設備的工作情況，電子元器件的失效率隨溫度的升高呈指數增長，過熱損壞已成為電子設備的主要故障形式。如CPU處理器失效問題的55%都是由于過熱引起的；大量的熱量同樣嚴重影響LED照明系統的壽命，甚至導致LED燒毀。因此，為了使電子元器件發揮最佳性能并保證其可靠性，研究高效實用的電子元器件散熱方法就顯得極為關鍵。?

熱管是一種把沸騰和凝結兩種換熱方式結合在一起的傳熱元件，廣泛應用于電子、航空航天等領域，由于熱管的表面積相對固定，吸液管芯作為熱管的一個重要組成部分其結構形式將直接影響到熱管的散熱性能。目前使用的管芯結構有絲網管芯、粉末燒結管芯、溝槽管芯及組合管芯，但都不同程度的存在滲透率較低、液體回流阻力較大、徑向熱阻較大、工藝重復性較差的缺點。開孔泡沫金屬是一種新型的多孔材料，具有孔隙率高（可達90%）、比表面積大（2000-10000m²/m³）、相對密度小（僅為固體材料的2%-12%）和導熱性能優良（如金屬銅和鋁）的特點。據報道（制冷學報,2007,10(2):13），采用泡沫金屬作為相變儲能裝置填充材料可大大增強儲能裝置的傳熱性能，使得熱量能迅速被相變材料所吸收，其整體效果優于翅片。目前泡沫金屬的使用是在熱管周圍填充泡沫金屬取代熱管外表面加焊的翅片，雖然增加了傳熱面積，但仍非常有限未能充分利用泡沫金屬的換熱性能，從而影響其散熱效率。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種泡沫金屬熱管，它基于熱管原理、可加快傳熱速度和散熱效率，而且具有降低熱管體積、重量輕、易于規?；a的特點。?

本實用新型是通過如下技術方案來實現的：一種泡沫金屬熱管，它包括熱管殼體、開孔泡沫金屬、相變材料、熱管蒸發段、熱管冷凝段及熱管絕熱段，其特征是開孔泡沫金屬置于熱管殼體中，在開孔泡沫金屬的孔隙骨架間充有相變材料，熱管的一端為蒸發段（加熱段），另一端為冷凝段（冷卻段），熱管的中部外層設置有絕熱段，熱管的兩端分別置于換熱環境的熱端和冷端。當熱管的左端蒸發段受熱時，開孔泡沫金屬管芯內填充的相變材料工作液體受熱蒸發汽化，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發潛熱；蒸汽在微小的壓力差下從開孔泡沫金屬的孔隙間及中心通道流向熱管的右端冷凝段，并且釋放出熱量，重新凝結成液體；液體在毛細力的作用下再沿泡開孔沫金屬流回蒸發端，完成一個閉合循環，并將大量的熱量從蒸發段傳到冷凝段；如此循環不止，熱量就能源源不斷由熱管一端傳至另外一端，從而達到散熱的目的。?

本實用新型所述的開孔泡沫金屬是通孔率達到90%的開孔泡沫態，且開孔泡沫金屬與熱管殼體內壁是通過釬焊連接的。?

本實用新型所述的泡沫金屬材料主要為泡沫銅和泡沫鋁。?

本實用新型所述的開孔泡沫金屬外形適應熱管內部形狀，可以加工成圓柱形、橢圓柱形或塊體形，且泡沫金屬有中心通道以助于相變材料的流動。?

本實用新型所述的相變材料主要為液-氣相變材料。?

本實用新型與現有技術相比具有如下優點：（1）由于開孔泡沫金屬的孔隙結構是由緊密相連的彎曲細薄金屬骨架和呈連續三維空間網狀分布且連通的孔洞組成，這些連通性好的孔洞可作為流體的流通通道以實現其間的熱量傳遞，因而相變材料流動阻力小，傳熱速度快；（2）由于開孔泡沫金屬比表面積大，流體和金屬泡沫的熱量交換很充分，而具有良好導熱性能的金屬骨架可以將流體的熱量充分的傳遞出去，因而加快了熱管的散熱效率；（3）由于開孔泡沫金屬重量輕，在同等效率下可以降低熱管的體積，使熱管向結構緊湊、高效輕薄的方向發展，因而節省大量金屬材料，降低生產成本。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。?

其中：1、熱管殼體；2、開孔泡沫金屬；3、相變材料；4、熱管蒸發段；5、熱管冷凝段；6、熱管絕熱段。?

具體實施方式