毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法及制備系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法及制備系統(tǒng)，屬于熱管零部件加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子器件不斷高頻化和高速化，集成電路則不斷密集化和小型化，使得電子器件產(chǎn)生熱量的熱流密度快速增大。隨著大規(guī)模集成電路集成密度的不斷提高，電子器件的冷卻問(wèn)題越來(lái)越突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前電子器件損壞的主要原因是熱損壞，也就是工作溫度超過(guò)允許的數(shù)值，因而電子器件的有效散熱方法已成為獲得新一代產(chǎn)品的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
[0003]環(huán)路熱管是一種利用相變?cè)磉M(jìn)行換熱的高效傳熱元件，通過(guò)內(nèi)部工質(zhì)的相變換熱進(jìn)行冷熱源間熱量傳遞，其由于具有緊湊性、可靠性、靈活性、高散熱效率、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，成為電子技術(shù)領(lǐng)域的重要散熱技術(shù)。
[0004]毛細(xì)芯是環(huán)路熱管中的重要部件，也是影響環(huán)路熱管傳熱性能的關(guān)鍵部分。其一般位于環(huán)路熱管的蒸發(fā)器中，當(dāng)熱量從蒸發(fā)段傳入時(shí)，毛細(xì)芯內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)變成蒸汽流動(dòng)到冷凝段，工質(zhì)相變形成汽液分界的彎月面從而產(chǎn)生毛細(xì)抽吸力;然后蒸汽在冷凝段接觸到冷的毛細(xì)芯表面，放出熱量冷凝為液體，在毛細(xì)芯的毛細(xì)抽吸力的作用下，開(kāi)始新的循環(huán)。如此不斷循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞和對(duì)溫度的控制。
[0005]孔隙率是毛細(xì)芯性能的好壞的重要影響因素，一些性能甚至還可以表示成孔隙率的函數(shù)，通過(guò)優(yōu)化毛細(xì)芯的孔隙率，將直接影響整個(gè)環(huán)路熱管的運(yùn)行性能。當(dāng)孔隙率過(guò)大時(shí)，有效毛細(xì)孔徑則較小，雖然毛細(xì)抽吸力增大，但是會(huì)引起毛細(xì)芯的滲透率過(guò)低；當(dāng)空隙率過(guò)小時(shí)，有效毛細(xì)孔徑則較大，滲透率雖增大，但會(huì)降低毛細(xì)抽吸力。此外，機(jī)械強(qiáng)度也是毛細(xì)芯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素，但是孔隙率越大時(shí)對(duì)應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度往往越差。因此，在保證機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，又要滿(mǎn)足孔隙率的要求，無(wú)疑大大增大了毛細(xì)芯的制備難度。
[0006]在制備毛細(xì)芯的傳統(tǒng)粉末燒結(jié)法中，一般利用改變燒結(jié)壓力或添加燒結(jié)揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)改變毛細(xì)芯的孔隙率。改變燒結(jié)壓力來(lái)控制孔隙率的方法中，受燒結(jié)粉末顆粒度的影響，孔隙率可控范圍很小，很難滿(mǎn)足毛細(xì)芯的結(jié)構(gòu)要求;而添加燒結(jié)揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)改變孔隙率的方法中，不僅釋放的氣體/揮發(fā)性物質(zhì)影響毛細(xì)芯的機(jī)械強(qiáng)度，而且所生成的孔徑較大且分布不均勻，造孔過(guò)程難于控制，甚至?xí)霈F(xiàn)孔路阻塞不通的情況。
[0007]因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中孔隙率、孔徑分布及機(jī)械強(qiáng)度很難滿(mǎn)足的問(wèn)題，是毛細(xì)芯制備過(guò)程中一個(gè)非常重要的研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法及制備系統(tǒng)，用于制造多孔結(jié)構(gòu)毛細(xì)芯，可解決毛細(xì)芯難于制備，孔隙率不易控制，孔隙不均勻的難題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供了一種毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法，包括步驟:
于多個(gè)毛坯板上分別形成多個(gè)孔洞；
將多個(gè)所述毛坯板對(duì)齊堆疊并置于模具的型腔內(nèi)，相鄰的所述毛坯板上對(duì)應(yīng)的所述孔洞對(duì)齊；
加熱并加壓所述模具，所述模具擠壓多個(gè)所述毛坯板，使相鄰的所述毛坯板之間擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通而形成毛細(xì)芯；
停止加熱加壓，取出所述毛細(xì)芯。
[0010]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟“于多個(gè)毛坯板上分別形成多個(gè)孔洞”具體包括:
按照孔隙率的要求，計(jì)算并得到在多個(gè)毛坯板上打孔的預(yù)設(shè)位置及孔徑；
根據(jù)所述孔徑采用高速?zèng)_裁方式在所述預(yù)設(shè)位置處形成孔洞。
[0011]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟“于多個(gè)毛坯板上分別形成多個(gè)孔洞”之后還包括步驟:
去除每個(gè)所述毛坯板表面的油污和/或氧化層；
烘干所述毛坯板。
[0012]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟“加熱并加壓所述模具，所述模具擠壓多個(gè)所述毛坯板，使相鄰的所述毛坯板之間擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通而形成毛細(xì)芯”具體包括:
對(duì)所述型腔抽真空；
加熱所述模具至第一溫度并恒溫第一時(shí)間段；
對(duì)所述模具加壓至所述模具的受力壓強(qiáng)達(dá)到第一壓強(qiáng)并恒壓第二時(shí)間段，在對(duì)所述模具加壓的過(guò)程中，所述模具擠壓多個(gè)所述毛坯板，使相鄰的所述毛坯板之間擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通而形成毛細(xì)芯。
[0013]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟“加熱所述模具至第一溫度并恒溫第一時(shí)間段”具體包括:
加熱所述模具，使所述模具的溫度按照溫度加載曲線(xiàn)變化;其中，所述溫度加載曲線(xiàn)包括升溫階段和位于所述升溫階段之后的恒溫階段，所述升溫階段包括至少一個(gè)第一上升階段，所述恒溫階段的溫度為第一溫度且持續(xù)第一時(shí)間段。
[0014]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過(guò)程包括:
對(duì)所述模具加壓，使所述模具的受力壓強(qiáng)按照壓強(qiáng)加載曲線(xiàn)變化;其中，所述壓強(qiáng)加載曲線(xiàn)包括升壓階段和位于所述升壓階段之后的恒壓階段，所述升壓階段包括至少一個(gè)第二上升階段，所述恒壓階段的壓強(qiáng)為第一壓強(qiáng)且持續(xù)第二時(shí)間段。
[0015]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，
所述步驟“于多個(gè)毛坯板上分別形成多個(gè)孔洞”之后還包括步驟:
在至少一個(gè)所述毛坯板的表面的橫向孔預(yù)設(shè)位處涂覆隔離劑；
所述步驟“加熱并加壓所述模具，所述模具擠壓多個(gè)所述毛坯板，使相鄰的所述毛坯板之間擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通而形成毛細(xì)芯”具體包括:
加熱所述模具； 加壓所述模具，所述模具擠壓多個(gè)所述毛坯板，相鄰的所述毛坯板之間于相接觸的位置處擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通成縱向孔，涂覆有所述隔離劑的所述橫向孔預(yù)設(shè)位與相鄰所述毛坯板保持分離成為橫向孔，以形成毛細(xì)芯。
[0016]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述隔離劑為陶瓷材料。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式還提供了一種毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括:
高速?zèng)_裁裝置，用于在多個(gè)毛坯板上分別沖裁形成多個(gè)孔洞；
模具，包括用于容置多個(gè)所述毛坯板的型腔、定位件、以及相對(duì)設(shè)置的上內(nèi)壁和下內(nèi)壁，其中，當(dāng)多個(gè)所述毛坯板堆疊于所述型腔內(nèi)時(shí)，所述定位件對(duì)所述毛坯板定位以使所述毛還板逐一對(duì)齊且對(duì)應(yīng)的所述孔洞對(duì)齊；
加熱器，用于對(duì)所述模具進(jìn)行加熱；
加壓裝置，用于對(duì)所述模具加壓；
其中，所述加熱器對(duì)所述模具加熱后，當(dāng)所述加壓裝置對(duì)所述模具加壓時(shí)，所述上內(nèi)壁和所述下內(nèi)壁可分別擠壓多個(gè)所述毛坯板，以使相鄰的所述毛坯板之間擴(kuò)散連接且對(duì)應(yīng)的所述孔洞相連通而形成毛細(xì)芯。
[0018]作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制備系統(tǒng)還包括控制模塊，所述控制模塊被配置為，檢測(cè)所述模具的溫度并控制所述加熱器加熱所述模具，使所述模具的溫度按照溫度加載曲線(xiàn)變化，其中，所述溫度加載曲線(xiàn)包括升溫階段和位于所述升溫階段之后的恒溫階段，所述升溫階段包括至少一個(gè)第一上升階段，所述恒溫階段的溫度為第一溫度且持續(xù)第一時(shí)間段；
所述控制模塊還被配置為，控制所述加壓裝置向所述模具加壓，使所述模具的受力壓強(qiáng)按照壓強(qiáng)加載曲線(xiàn)變化;其中，所述壓強(qiáng)加載曲線(xiàn)包括升壓階段和位于所述升壓階段之后的恒壓階段，所述升壓階段包括至少一個(gè)第二上升階段，所述恒壓階段的壓強(qiáng)為第一壓強(qiáng)且持續(xù)第二時(shí)間段。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果:采用毛坯板打孔和擴(kuò)散焊工藝，可以按照預(yù)定需求很好的控制孔隙率，而且擴(kuò)散焊工藝獲得的毛細(xì)芯的孔徑均勻，尺寸精度高，孔路通暢滲透率高;直接采用毛坯板作原材料，制備的毛細(xì)芯成品的機(jī)械強(qiáng)度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng);而且制作成本大大降低，操作簡(jiǎn)單易于自動(dòng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的具有孔洞的毛坯板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的溫度加載曲線(xiàn)的示意圖；
圖4是本發(fā)明一實(shí)施方式的壓強(qiáng)加載曲線(xiàn)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022]參看圖1，圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的毛細(xì)芯的擴(kuò)散焊制備方法的流程圖。
[0023]本發(fā)明一實(shí)施方式提供的毛細(xì)芯的擴(kuò)