本發(fā)明涉及熱管技術領域，具體涉及一種超薄型熱管激光制備方法。
背景技術：
熱管是依靠自身內部工作流體相變實現(xiàn)導熱的導熱組件，其具有高導熱性、優(yōu)良等溫性等優(yōu)良特性，導熱效果好，應用廣泛。近年來電子技術迅速發(fā)展，電子器件的高頻、高速以及集成電路的密集 及微型化，使得單位容積電子器件發(fā)熱量劇增，熱管技術以其高效、緊湊以及靈活可靠等特點，適合解決目前電子器件因性能提升所衍生的散熱問題。
熱管包括管體、密封頭、吸液芯和工作介質，其中吸液芯是一個重要的組成部分。吸液芯的結構形式直接影響到熱管和熱管換熱器的性能。近年來熱管技術得到了快速的發(fā)展，各種形式的吸液芯液得到了廣泛的應用。常用的有：絲網(wǎng)狀、溝槽狀和燒結狀。
絲網(wǎng)吸液芯是最普通的吸液芯，由多層金屬絲網(wǎng)卷繞而成，層與層之間相互交錯，其結構簡單、制造方便、成本低廉，但缺點是這種結構中液體流動阻力與金屬絲網(wǎng)卷繞的松緊程度有關，而且吸液芯與管體不是一體成型，網(wǎng)層間及絲網(wǎng)與管壁之間有間隙，導致熱阻較大。
燒結吸液芯是在熱管內壁燒結一層金屬粉末或金屬纖維，即燒結金屬粉末吸液芯和燒結金屬氈吸液芯。這種吸液芯與熱管內壁有良好的接觸，因此具有較小的熱阻，同時燒結金屬的孔比較小(通過控制金屬絲的直徑與粉末的粒度，可使孔徑控制在3~400Lm)，能夠產(chǎn)生較大的毛細壓力，但也增加了液體回流的阻力。
溝槽式吸液芯一般有軸向溝槽和環(huán)向溝槽兩種形式，軸向溝槽吸液芯是在熱管內壁加工的一些流體通道，與壁面為一整體。這一特點帶來兩方面的優(yōu)勢：首先，壁面與吸液芯結構之間的熱阻較??；其次，二次加工性能好，在彎曲、壓扁等加工過程中不會出現(xiàn)吸液芯結構與壁面剝離甚至脫落現(xiàn)象，保持了良好的傳熱性能。槽道式吸液芯是熱管毛細結構中制造比較簡單的一種，采用整體成型工藝制造，成本是一般燒結吸液芯式熱管的2/3。但溝槽式熱管具有一個十分明顯的缺點，即對溝槽深度和寬度的尺寸要求很高而且方向性很強，當熱管本身形狀需要大彎折時，溝槽吸液芯的方向性特性就成了致命缺點，其會導致熱管傳熱性能的大幅下降。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的上述不足，提供一種超薄型熱管激光制備方法，使用激光雕刻，雕刻出的溝槽細小密集，還設置漏空部避免溝槽的損壞，工藝簡單、設備要求低，制備出的熱管體積小、傳熱性能好、回流阻力小。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：
一種超薄型熱管激光制備方法，其特征在于：包括下列步驟：
步驟（一）：預處理：將基材進行清洗；
步驟（二）：制備溝槽：在基材表面激光雕刻出溝槽；
步驟（三）：熱管成型：對基材彎折成型、激光焊接、預留充氣口制得成型熱管；
步驟（四）：焊接封口：對成型熱管填充工作介質再焊接封口；
其中，所述溝槽為對稱設置，溝槽中間設置有漏空部。
本發(fā)明的熱管激光制備使用激光雕刻溝槽，使雕刻出的溝槽整齊細小，溝槽之間設置有漏空部能有效地解決熱管彎曲成型時對溝槽的損壞，同時對周邊進行魚鱗激光焊接，焊接密封性好，制備出的熱管卡體積小、傳熱性能好、回流阻力小。
基材的材質為銅、鋁、不銹鋼或其他合金，金屬的導熱性能好的物體，吸熱快，散熱也快，很適合熱管對吸熱散熱的要求。
其中，所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率10~50KHz，功率密度0.3~5W/cm2，清洗溫度30℃~70℃，清洗溶劑為水基清洗劑。水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉2-4份，壬基酚聚氧乙烯醚3-6份，十二烷基苯磺酸鈉0.5-3份，三聚磷酸鈉0.5-2份，水10-30份，該清洗劑無毒安全、清洗高效，水基清洗劑細膩，不僅能高效地清洗基材表面的油污和灰塵，也能滲入基材表面的小孔和深孔中，清洗更全面，以便于后續(xù)的激光雕刻，同時水基清洗劑對基材表面是化學作用，結合超聲波清洗的物理作用，使清洗更徹底。優(yōu)選地，超聲波的頻率20KHz，功率密度2.5W/cm2，清洗溫度60℃。
其中，所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率70%~95%，脈寬2~1000nm，頻率15~150KHz，掃描速度150~1200mm/s，填充密度0.008~0.1mm，第二次激光雕刻的功率50%~75%，脈寬2~500nm，頻率80~120KHz，掃描速度200~1500mm/s，填充密度0.01~0.1mm，第一次激光雕刻主要對基材表面進行溝槽雕刻，第二次激光雕刻主要對溝槽雕刻后產(chǎn)生的毛邊、毛角進行修整，使溝槽更整齊，表面更平整，便于工作介質的傳遞；同時激光雕刻較細，需要嚴格控制激光雕刻的功率、脈寬、頻率、掃描速度和填充密度才能雕刻出細小精密的溝槽，而且雕刻出的溝槽傳遞熱量有效。
其中，所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率200~300W，焊接能量8~20J，焊點直徑0.3~0.8mm。魚鱗式激光焊接相對于點式激光焊接更牢固，而且魚鱗式激光焊接為密封式焊接，便于熱管抽真空和填充工作介質；同時焊接點直徑較小，需要嚴格配合焊接功率與焊接能量才能焊接出密封性好的魚鱗式激光焊接。
其中，所述魚鱗式激光焊接采用三面魚鱗式激光焊接。激光雕刻出的溝槽為對稱設置，中間設置有漏空部，漏空部便于基材的彎曲折疊，彎曲后漏空部為熱管的密封部，再在熱管的其余三面進行三面魚鱗式激光焊接，對熱管進行進一步的密封；漏空部的設置不僅避免了溝槽的損壞，而且使用基材本身部分做成熱管一端，保證了熱管的高強度的抗壓性，節(jié)省了材料。
其中，所述溝槽為豎向溝槽、橫向溝槽、交叉溝槽和斜向溝槽中的一種或二種以上。豎向溝槽和橫向溝槽為相互水平設置的溝槽，豎向溝槽為圓周型的水平溝槽，溝槽為曲線，對熱管的環(huán)向的導熱性好，橫向溝槽為相互水平的直線溝槽，對熱管的水平導熱性更好，交叉溝槽和斜向溝槽對熱管的四面的導熱性好，直線型與曲線型混合使用，便于將吸熱段熱量傳遞到冷凝段，有利于散熱。
其中，所述溝槽的寬度為0.01~0.1mm。本發(fā)明利用激光制備出的溝槽的寬度相對于傳統(tǒng)的技術，更精細，溝槽更細小密集，導熱性大大提高。優(yōu)選地，溝槽的寬度為0.04mm。
其中，所述溝槽一端的槽孔小于或等于另一端的槽孔。溝槽小而密，主要對工作介質起毛細力作用，使冷凝段的工作介質迅速地回流至吸熱段進行蒸發(fā)吸熱，優(yōu)選地將冷凝段溝槽的槽孔小于吸熱段溝槽的槽孔，使冷凝段的毛細力更大，利于工作介質的回流，使熱管的導熱性更好。
其中，步驟（四）中焊接封口的方法：在成型熱管中填充1/2~3/4的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在1.5~3mpa下維持1~2小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-2~-10-4mpa并焊接封口。充入工作介質和惰性氣體并對熱管進行加壓處理，使工作介質在熱管內壁能夠進行充分的接觸，特別是能夠使溝槽表面粘附有工作介質，便于熱管密封后工作介質在溝槽中的毛細作用；最后抽出惰性氣體維持熱管內負壓，使工作介質容易汽化蒸發(fā)，加快熱量的傳遞。
其中，所述惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣，惰性氣體穩(wěn)定性好，不與工作介質反應，安全無毒，便于操作。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種超薄型熱管激光制備方法，先對基材面進行清洗，使激光雕刻出的溝槽更堅固，不易破裂，激光雕刻出的溝槽細小密集，同時溝槽為對稱設置，中間設備有漏空部，避免彎折時對溝槽的損壞，周邊進行魚鱗激光焊接，焊接密封性好，制備出的熱管卡體積小、傳熱性能好、回流阻力小。
具體實施方式
結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
實施例1
一種超薄型熱管激光制備方法，其特征在于：包括下列步驟：
步驟（一）：預處理：將基材進行清洗；
步驟（二）：制備溝槽：在基材表面激光雕刻出溝槽；
步驟（三）：熱管成型：對基材彎折成型、激光焊接、預留充氣口制得成型熱管；
步驟（四）：焊接封口：在成型熱管中填充1/2的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在1.5mpa下維持1.5小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-2mpa并焊接封口；
其中，所述溝槽為對稱設置，溝槽中間設置有漏空部。
所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率12KHz，功率密度0.35W/cm2，清洗溫度40℃，清洗溶劑為水基。水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉2份，壬基酚聚氧乙烯醚3份，十二烷基苯磺酸鈉2.5份，三聚磷酸鈉0.5-2份，水10-30份。
所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率80%，脈寬20nm，頻率20KHz，掃描速度200mm/s，填充密度0.01mm，第二次激光雕刻的功率50%，脈寬20nm，頻率80KHz，掃描速度200mm/s，填充密度0.01mm。
所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率200W，焊接能量8J，焊點直徑0.3mm。所述魚鱗式激光焊接采用三面魚鱗式激光焊接。所述溝槽為豎向溝槽。所述基材的材質為銅。所述溝槽的寬度為0.01mm。所述溝槽一端的槽孔等于另一端的槽孔。所述惰性氣體為氮氣。
實施例2
實施例2與實施例1的區(qū)別在于：所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率10KHz，功率密度3W/cm2，清洗溫度60℃，清洗溶劑為水基。水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉4份，壬基酚聚氧乙烯醚6份，十二烷基苯磺酸鈉3份，三聚磷酸鈉2份，水30份。
所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率95%，脈寬800nm，頻率150KHz，掃描速度1200mm/s，填充密度0.1mm，第二次激光雕刻的功率75%，脈寬500nm，頻率120KHz，掃描速度1500mm/s, 填充密度0.1mm。
所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率280W，焊接能量16J，焊點直徑0.8mm。
所述溝槽為橫向溝槽和交叉溝槽混合使用。所述溝槽的寬度為0.08mm。所述溝槽一端的槽孔小于另一端的槽孔。所述基材的材質為鋁。所述惰性氣體為氬氣。
步驟（四）中焊接封口的方法：在成型熱管中填充3/4的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在2.0mpa下維持1.5小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-4mpa并焊接封口。
實施例3
實施例3與實施例1的區(qū)別在于：所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率40KHz，功率密度5W/cm2，清洗溫度30℃，清洗溶劑為水基。水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉2份，壬基酚聚氧乙烯醚3份，十二烷基苯磺酸鈉0.5份，三聚磷酸鈉1.5份，水10份。
所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率70%，脈寬2nm，頻率15KHz，掃描速度150mm/s，填充密度0.008mm，第二次激光雕刻的功率50%，脈寬10nm，頻率80KHz，掃描速度2000mm/s，填充密度0.05mm。所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率240W，焊接能量10J，焊點直徑0.5mm。所述溝槽為交叉溝槽。所述溝槽的寬度為0.01~0.1mm。所述基材的材質為不銹鋼。所述溝槽一端的槽孔等于另一端的槽孔。所述惰性氣體為氦氣。
步驟（四）中焊接封口的方法：在成型熱管中填充5/8的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在2.0mpa下維持2小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-2mpa并焊接封口。
實施例4
實施例4與實施例1的區(qū)別在于：所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率50KHz，功率密度4.5W/cm2，清洗溫度30℃，清洗溶劑為水基，水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉4份，壬基酚聚氧乙烯醚3份，十二烷基苯磺酸鈉0.5份，三聚磷酸鈉0.5份，水10份。
所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率70%，脈寬30nm，頻率25KHz，掃描速度250mm/s，填充密度0.02mm，第二次激光雕刻的功率60%，脈寬20nm，頻率120KHz，掃描速度200mm/s, 填充密度0.1mm。
所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率280W，焊接能量8J，焊點直徑0.3mm。
所述溝槽為斜向溝槽中。所述基材的材質為銅鋁合金。所述溝槽的寬度為0.01mm。所述溝槽一端的槽孔小于另一端的槽孔。所述惰性氣體為氮氣。
步驟（四）中焊接封口的方法：在成型熱管中填充3/4的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在3mpa下維持2小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-3mpa并焊接封口。
實施例5
實施例5與實施例1的區(qū)別在于：所述預處理采用超聲波清洗：超聲波的頻率50KHz，功率密度5W/cm2，清洗溫度40℃，清洗溶劑為水基，水基清洗劑包括下列重量份數(shù)的原料：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉2份，壬基酚聚氧乙烯醚5份，十二烷基苯磺酸鈉2.5份，三聚磷酸鈉1.5份，水20份。
所述激光雕刻采用二次雕刻，第一次激光雕刻的功率95%，脈寬1000nm，頻率150KHz，掃描速度150mm/s，填充密度0.008mm，第二次激光雕刻的功率50%，脈寬250nm，頻率100KHz，掃描速度1200mm/s, 填充密度0.1mm。
所述激光焊接采用魚鱗式激光焊接，焊接功率280W，焊接能量11J，焊點直徑0.6mm。
所述溝槽為交叉溝槽。所述溝槽的寬度為0.06mm。所述基材的材質為銅。所述溝槽一端的槽孔等于另一端的槽孔。所述惰性氣體為氦氣。
步驟（四）中焊接封口的方法：在成型熱管中填充5/8的工作介質，并充入惰性氣體使工作介質在氣壓在2mpa下維持2小時，再抽出惰性氣體使氣壓維持在-10-2mpa并焊接封口。
最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。