本發(fā)明涉及一種熱管裝置，具體為一種超薄、柔性和平面熱管。
背景技術(shù)：
熱管是一種高效傳熱元件，它充分利了熱用傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的相變快速熱傳遞性質(zhì)，通過(guò)在全封閉真空管內(nèi)液體的蒸發(fā)與蒸汽的凝結(jié)來(lái)傳遞熱量。
目前熱管被廣泛應(yīng)用于高熱流密度電子設(shè)備散熱領(lǐng)域，隨著電子設(shè)備輕薄化發(fā)展趨勢(shì)，散熱成為此類(lèi)電子設(shè)備的關(guān)鍵問(wèn)題，而傳統(tǒng)圓柱型微熱管或普通壓扁型熱管已難以應(yīng)用在緊湊輕薄型的電子設(shè)備上，因此，超薄微熱管的開(kāi)發(fā)對(duì)當(dāng)前微電子行業(yè)的熱危機(jī)具有很大優(yōu)勢(shì)。
超薄熱管指的是整體厚度少于2mm的熱管，是為了適應(yīng)輕薄型電子設(shè)備狹小散熱空間的新型熱管，與傳統(tǒng)熱管相比，超薄熱管除了要保持良好的導(dǎo)熱性能外，還需要滿(mǎn)足厚度更薄的要求，這就給超薄熱管的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)帶來(lái)了難度，由于超薄熱管厚度的制約導(dǎo)致內(nèi)部液體工質(zhì)有效空間大大減小，進(jìn)一步造成熱管傳熱極限降低，熱阻增大，因此，解決超薄熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題促進(jìn)工質(zhì)氣液相回流循環(huán)是目前超薄微熱管研究的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有中技術(shù)存在的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種復(fù)合材料超薄柔性平面熱管，以具有柔韌性的塑料制作微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)的毛細(xì)芯，并在塑料的外表面熱合一層金屬薄膜層，使平面熱管彎折變形后能夠恢復(fù)正常，同時(shí)也使加工工藝變得簡(jiǎn)單且成本大幅降低。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種復(fù)合材料超薄柔性平面熱管，從外到內(nèi)依次為金屬薄膜層和塑料微槽道毛細(xì)芯，所述塑料微槽道毛細(xì)芯包括塑料微槽道毛細(xì)基層和塑料覆蓋層，所述塑料微槽道毛細(xì)基層上設(shè)置軸向的微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)，所述微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)包括槽道大峰和位于相鄰槽道大峰之間的槽道小峰，所述塑料覆蓋層與槽道大峰的頂端密封連接，使相鄰槽道大峰之間形成獨(dú)立的密閉腔體，并在所述密閉腔體內(nèi)填充工質(zhì)液體；所述塑料覆蓋層的外表層和塑料微槽道毛細(xì)基層的外表層分別熱合金屬薄膜層。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述塑料微槽道毛細(xì)基層上的微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)采用模具滾壓或拉伸成型工藝制作；所述塑料覆蓋層與槽道大峰的頂端通過(guò)熱復(fù)合工藝密封連接；所述塑覆蓋層的金屬薄膜層與塑料微槽道毛細(xì)基層的金屬薄膜層的重疊處采用超聲波焊接工藝密封連接。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述槽道小峰的高度為0.10-0.50mm，槽道大峰的高度為0.50-0.80mm。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述平面熱管的總厚度為0.5-2.0mm，所述金屬薄膜層的厚度為0.05-0.25mm。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述工質(zhì)液體的填充量占微米或納米溝槽流道總體積的105%-115%。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述槽道大峰和槽道小峰的縱截面形狀為矩形或梯形。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述金屬薄膜層采用銅或鋁制作。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述工質(zhì)液體為液氨、超純水、甲醇、乙醇或丙酮。
進(jìn)一步優(yōu)化的，所述塑料微槽道毛細(xì)基層和塑料覆蓋層采用聚四氟乙烯、高密度聚乙烯或聚碳酸丙烯酯制作。
本發(fā)明在塑料微槽道毛細(xì)基層和塑料覆蓋層的外表面熱合金屬薄膜層，能夠防止塑料微槽道毛細(xì)芯（塑料微槽道毛細(xì)基層和塑料覆蓋層）在工質(zhì)液體氣化及冷凝過(guò)程中產(chǎn)生較大幅度的膨脹或收縮變形，同時(shí)金屬薄膜層也使平面熱管具有一定的強(qiáng)度。在塑料微槽道毛細(xì)芯的內(nèi)部，多個(gè)槽道大峰的頂端與塑料覆蓋層密封連接，形成多個(gè)獨(dú)立的密閉腔體，從而可以利用槽道大峰的支撐和拉縮作用，進(jìn)一步防止塑料微槽道毛細(xì)芯（塑料微槽道毛細(xì)基層和塑料覆蓋層）在工質(zhì)液體氣化及冷凝過(guò)程中可能產(chǎn)生的較大幅度的膨脹或收縮變形。
本發(fā)明中相鄰槽道大峰之間設(shè)置的多個(gè)槽道小峰形成了工質(zhì)液體冷凝后的回流軸向微米或納米級(jí)溝槽流道。在相鄰槽道大峰之間形成獨(dú)立的密閉腔體內(nèi)部，微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)的毛細(xì)力為工質(zhì)液體的回流提供了驅(qū)動(dòng)力，并可以有效減少工質(zhì)液體蒸發(fā)形成的氣相與液相表面之間的相互影響，從而可以提升傳熱量，減少相對(duì)熱阻。
本發(fā)明采用具有柔韌性的塑料制作平面熱管的微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)管芯，與在金屬管內(nèi)表面直接加工微米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)相比，加工過(guò)程變得簡(jiǎn)單，加工難度顯著降低，加工成本也降低。因?yàn)橥ㄟ^(guò)模具滾壓或拉伸成型工藝，塑料微槽道毛細(xì)基層上的微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)可以一次性整體成型完成，而且還可以加工出更復(fù)雜的溝槽結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步降低平面熱管的厚度，同時(shí)也可以降低平面熱管的重量。另外，本發(fā)明利用塑料的柔韌性，使平面熱管在彎折變形后能夠短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，從而提高了熱管在實(shí)際使用過(guò)程中的可承受的彎曲程度。
附圖說(shuō)明
圖1為復(fù)合材料超薄柔性平面熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1中所示，本發(fā)明中從外到內(nèi)依次為金屬薄膜層1和塑料微槽道毛細(xì)芯，塑料微槽道毛細(xì)芯包括塑料微槽道毛細(xì)基層2和塑料覆蓋層5，采用模具滾壓或拉伸成型工藝在塑料微槽道毛細(xì)基層2上設(shè)置軸向的微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)7，微米或納米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)7包括槽道大峰4和位于相鄰槽道大峰4之間的槽道小峰6；塑料覆蓋層5與槽道大峰4的頂端通過(guò)熱復(fù)合工藝密封連接，使相鄰槽道大峰4之間形成獨(dú)立的密閉腔體8，并在密閉腔體8內(nèi)填充一定比例的工質(zhì)液體3；塑料覆蓋層5的外表層和塑料微槽道毛細(xì)基層2的外表層分別熱合金屬薄膜層1；塑料覆蓋層5的金屬薄膜層1與塑料微槽道毛細(xì)基層2的金屬薄膜層1的重疊處采用超聲波焊接工藝密封連接。
另外，進(jìn)一步優(yōu)化的所述槽道小峰6的高度為0.10-0.50mm，槽道大峰4的高度為0.50-0.80mm；所述平面熱管的總厚度為0.5-2.0mm，所述金屬薄膜層1的厚度為0.05-0.25mm；所述工質(zhì)液體3的填充量占微米或納米溝槽7總體積的105%-115%；所述槽道大峰4和槽道小峰6的縱截面形狀為矩形或梯形；所述金屬薄膜層1采用銅或鋁制作；所述工質(zhì)液體3為液氨、超純水、甲醇、乙醇或丙酮；所述塑料微槽道毛細(xì)基層2和塑料覆蓋層5采用聚四氟乙烯、高密度聚乙烯或聚碳酸丙烯酯制作。
本發(fā)明的金屬薄膜層1能夠防止塑料微槽道毛細(xì)芯（塑料微槽道毛細(xì)基層2和塑料覆蓋層5）在工質(zhì)液體3的氣化和冷凝過(guò)程中產(chǎn)生較大幅度的膨脹或收縮變形，同時(shí)金屬薄膜層1也使平面熱管具有一定的強(qiáng)度。在塑料微槽道毛細(xì)芯的內(nèi)部，多個(gè)槽道大峰4的頂端與塑料覆蓋層5密封連接，形成多個(gè)獨(dú)立的密閉腔體8，從而可以利用槽道大峰4的支撐和拉縮作用，進(jìn)一步防止塑料微槽道毛細(xì)芯（塑料微槽道毛細(xì)基層2和塑料覆蓋層5）在工質(zhì)液體3的氣化與冷凝過(guò)程中可能產(chǎn)生的較大幅度的膨脹或收縮變形。
本發(fā)明中相鄰槽道大峰4之間設(shè)置的多個(gè)槽道小峰6形成了工質(zhì)液體3冷凝后的回流軸向微米或納米級(jí)溝槽7。在相鄰槽道大峰4之間形成獨(dú)立的密閉腔體8內(nèi)部，微米或納米級(jí)溝槽7結(jié)構(gòu)形成的毛細(xì)力為工質(zhì)液體回流提供驅(qū)動(dòng)力，并可以有效減少蒸發(fā)的工質(zhì)液體3之間的相互影響，從而可以提升傳熱量，減少相對(duì)熱阻。