[發(fā)明專利]一種氣相沉積制備熱管的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010948931.X
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112126928B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱艷杰;朱勝利;王宏華
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽德詮新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C28/00
• 分類號(hào): C23C28/00;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/58;C23C16/26;C23C16/56;C22C19/03;F28D15/02
• 代理公司: 成都時(shí)譽(yù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 田高潔

本發(fā)明設(shè)計(jì)熱管領(lǐng)域，尤其涉及一種氣相沉積制備熱管的方法。所述方法包括：利用氣相沉積的方式在熱管內(nèi)表面沉積制備混合金屬沉積層；對熱管進(jìn)行熱處理，對熱管內(nèi)壁的混合金屬沉積層進(jìn)行燒結(jié)形成混合金屬層；再次采用氣相沉積的方式，在混合金屬層表面沉積石墨烯，形成石墨烯層；對石墨烯層進(jìn)行預(yù)氧化，即得到熱管。本發(fā)明能夠有效提高熱管的極限傳熱功率，可達(dá)到535W/cmsupgt;2/supgt;以上；在相同環(huán)境溫度下進(jìn)行傳熱散熱時(shí)，能夠顯著降低熱管的過熱度；熱管具有良好的傳熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)熱管領(lǐng)域，尤其涉及一種氣相沉積制備熱管的方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子設(shè)備的智能化和微型化發(fā)展，電子元器件在微笑空間小的集成化對電子設(shè)備造成了嚴(yán)重的高熱流密度問題，即產(chǎn)生了極大的散熱問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)有超過50％的電子設(shè)備失效是高溫問題導(dǎo)致的，影響了電子設(shè)備的工作性能及其穩(wěn)定性，并且已然成為了升級換代的掣肘，制約了電子設(shè)備的發(fā)展。

自然對流的冷卻方式顯然已經(jīng)不適用于電子封裝產(chǎn)品的散熱，空氣強(qiáng)制對流的極限散熱熱流密度約在100W/cm²以下，而現(xiàn)有電子設(shè)備的熱流密度普遍已經(jīng)達(dá)到了60～100W/cm²左右，甚至部分可達(dá)到500W/cm²以上，因此空氣強(qiáng)制對流也無法滿足現(xiàn)有電子設(shè)備的散熱需求。而熱管作為一種氣液相變的傳熱元件，具有導(dǎo)熱率高、均溫性好、可靠性高、不需要額外能量驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是散熱技術(shù)方案中效果十分突出的一種選擇，能夠形成大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化的熱設(shè)計(jì)方案。熱管通常由三部分構(gòu)成：管殼、內(nèi)部流動(dòng)工質(zhì)和毛細(xì)吸液芯結(jié)構(gòu)。

但是，現(xiàn)有的熱管中還有一種厚度通常≤2mm的超薄微熱管，超薄微熱管的與常規(guī)熱管的主要區(qū)別在與小厚度條件下微熱管的傳熱性能會(huì)明顯降低，工藝參數(shù)對熱管性能的影響十分巨大，包括吸液芯的類型、吸液芯的布置、吸液芯與蒸汽腔的空間分配和充液量等參數(shù)。同時(shí)超薄熱管的傳熱機(jī)理更佳復(fù)雜，傳熱極限并不一定局限于常見的毛細(xì)極限。

目前，許多研究人員試圖對超薄微熱管的傳熱性能進(jìn)行改善。如Weibel?J?A,Kousalya?A?S,Fisher?T?S,et?al.Characterization?and?nanostructured?enhancementof?boiling?incipience?in?capillary-fed,ultra-thin?sintered?powder?wicks[C]//IEEE?Intersociety?Conference?on?ThermalThermomechanical?Phenomena?inElectronic?Systems.IEEE,2012.所公開的技術(shù)方案中，表明燒結(jié)銅粉吸液芯在23℃的過熱度下能夠承受高達(dá)437W/cm²的熱流密度，同時(shí)指出碳納米管涂層能夠有效降低過熱度，增大傳熱能力。但是，其極限傳熱功率仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的超薄微熱管的極限傳熱功率普遍較低，而現(xiàn)有的大量吸液芯改進(jìn)方案或改進(jìn)效果不佳，在成本過高，或存在不適用于超薄微熱管等問題，本發(fā)明提供了一種氣相沉積制備熱管的方法。

本發(fā)明的目的在于：

一、提高熱管的極限傳熱功率；

二、能夠有效降低熱管的過熱度；

三、提高熱管的傳熱效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種氣相沉積制備熱管的方法，

所述方法包括：

1)利用氣相沉積的方式在熱管內(nèi)表面沉積制備混合金屬沉積層；

2)對熱管進(jìn)行熱處理，對熱管內(nèi)壁的混合金屬沉積層進(jìn)行燒結(jié)形成混合金屬層；

3)再次采用氣相沉積的方式，在混合金屬層表面沉積石墨烯，形成石墨烯層；