專利名稱：熱管工作流體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱管，尤其涉及一種熱管工作流體及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來電子技術(shù)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(shù)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。
熱管正常有效地工作，通常要求吸液芯毛細結(jié)構(gòu)能使工作流體均勻分布于熱管內(nèi)，并能使工作流體迅速回流，并要求工作流體汽化熱高、導熱系數(shù)大。工作流體導熱系數(shù)大且于毛細吸液芯中均勻分布，有利于工作流體迅速帶走熱量，使電子器件溫度降低。
傳統(tǒng)技術(shù)一般采用純液體作為熱管工作流體，但一般純液體導熱系數(shù)較小，使得熱量傳遞較慢，從而使得熱管導熱效率較低，特別在蒸發(fā)段還有可能產(chǎn)生局部過熱。
為進一步提高熱管導熱效率，現(xiàn)有技術(shù)于純液體中添加鹽或其它金屬化合物，如2002年11月20日公告的中國專利第98110556號揭露一種無機超導熱管工作流體，該工作流體是由1000g去離子水或高純水中添加重鉻酸鉀30～50g、過硼酸鈉10～15g、硼酸3～5g、過氧化鈉1～3g、氫氧化鋁0.5～1.5g、三氧化二鈷0.2～0.5g以及二氧化錳0.2～0.5g溶解而成，其化學性能穩(wěn)定、導熱系數(shù)大、無腐蝕。但是，熱管工作過程中，工作流體蒸發(fā)時金屬鹽易結(jié)晶聚集，使工作流體導熱性能降低；該工作流體為水溶液，僅適用于一定管材的熱管。
為解決熱管工作流體導熱系數(shù)較小的技術(shù)問題，中國專利第03146805.5號提供一熱管的工作流體，該工作流體為懸浮液，其包括純水、氨水、甲醇、丙酮或庚烷中任意一種純液體及懸浮于液體中的碳納米球。該工作流體導熱系數(shù)大，傳熱效率高。同樣，現(xiàn)有技術(shù)的工作流體中還出現(xiàn)加入其它納米粒子來提高導熱效率。但是，納米粒子尺寸較小，極易因范德華力而發(fā)生凝聚，造成熱管阻塞而失去工作能力，為避免其發(fā)生凝聚，通常采用加入表面活性劑來分散、穩(wěn)定納米粒子，然表面活性劑于熱管工作時易產(chǎn)生氣泡而阻礙熱傳。

發(fā)明內(nèi)容以下將以實施例說明一種熱管工作流體及其制備方法。
為實現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種熱管工作流體，其包括一種保護液體及分散于其中的多個納米粒子，該保護液體為一高分子溶液。
上述高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮，其溶劑包括水或含羥基的極性溶液。
上述納米粒子的材料包括碳材、金屬材料，該金屬材料包括金、銀、銅或其合金。該納米粒子包括納米管、納米球、中空納米球、納米線、納米棒。
另，提供一種熱管工作流體的制備方法，其包括以下步驟提供多個納米粒子；將多個納米粒子分散于一高分子溶液從而形成熱管工作流體。
上述多個納米粒子的制備方法包括化學氣相沉積法、電弧放電法、激光消熔法。
上述制備方法還包括對多個納米粒子與高分子溶液的混合物進行攪拌。
又，提供熱管工作流體的另一種制備方法，其包括以下步驟提供一容器，其內(nèi)裝有一高分子溶液；將一靶設(shè)置于該高分子溶液中；利用一激光轟擊該靶，所得納米粒子分散于高分子溶液中而形成熱管工作流體。
本實施方式提供的熱管工作流體，是高分子溶液與納米粒子的混合物，高分子之間的立體阻隔可使納米粒子具有較好的分散性及穩(wěn)定性。本實施方式提供的熱管工作流體的制備方法，是將多個納米粒子與一高分子保護液混合均勻，高分子之間的立體阻隔可穩(wěn)定納米粒子，無需使用表面活性劑或其它穩(wěn)定劑，避免于熱管中形成氣泡或產(chǎn)生其它影響，提高熱管的熱傳效率。

圖1是本實施方式熱管工作流體的示意圖。
圖2是第一實施例熱管工作流體的制備流程示意圖。
圖3是第二實施例激光消熔法制備熱管工作流體的裝置示意圖。
圖4是第二實施例激光消熔法連續(xù)制備熱管工作流體裝置示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖及若干實施例對熱管工作流體及其制備方法做進一步詳細描述。
本實施方式提供的熱管工作流體，如圖1所示，容器10中裝有一熱管工作流體40，其包括一種保護液體410及分散于其中的多個納米粒子420，該保護液體410是一高分子溶液，該高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇(Poly(VinylAlcohol))溶液、聚乙烯基吡咯烷酮(Poly(Vinyl Pyrrolidone))溶液，所用溶劑包括水、含羥基的極性溶劑等。多個納米粒子420包括納米管、納米球、中空納米球、納米線、納米棒等。該多個納米粒子420的材質(zhì)包括碳材、或金屬材料如金、銀、銅及其合金等。
本實施方式提供的熱管工作流體的制備方法，其包括以下步驟提供多個納米粒子；將上述納米粒子分散于一高分子溶液中從而形成熱管工作流體。
該納米粒子與高分子溶液最好均勻混合，如利用攪拌、震蕩等手段使納米粒子均勻分散于高分子溶液中，則形成的工作流體便具有均勻的導熱性。
結(jié)合圖2，對第一實施例提供的熱管工作流體的制備方法具體描述如下步驟1提供多個納米粒子。其可利用化學氣相沉積法、電弧放電法或雷射消熔法等方法制備，所需納米粒子包括納米管、納米球、中空納米球、納米線、納米棒等，且納米粒子的材質(zhì)包括碳材、或金屬材料如金、銀、銅及其合金等。
步驟2將多個納米粒子與一高分子溶液混合而形成熱管工作流體。
該高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇溶液、聚乙烯基吡咯烷酮溶液，所用溶劑包括水、含羥基的極性溶劑等。以聚乙烯醇水溶液為例，可直接將上述制得的多個納米粒子與聚乙烯醇水溶液混合，并進行攪拌使兩者混合均勻，得熱管工作流體。該熱管工作流體中，聚乙烯醇的高分子結(jié)構(gòu)可將納米粒子進行穩(wěn)定，避免納米粒子發(fā)生凝聚，是一良好的熱管工作流體。
第二實施例是利用激光消熔法制備熱管工作流體。其制備方法包括以下步驟提供一容器，其中裝有一高分子溶液；將一靶設(shè)置于該高分子溶液中，該靶的材質(zhì)包括碳材、金屬材料；利用一激光裝置對該基材靶進行轟擊，所得納米粒子分散于高分子溶液中而形成熱管工作流體。
如圖3所示，熱管工作流體的制備裝置1，該制備裝置1包括一容器10，一銅靶20及一激光裝置30，該銅靶20固定于容器10的底部，其材料包括碳材、金屬或合金等，激光裝置30設(shè)置于距銅靶20一定距離處。該容器10內(nèi)裝有一高分子保護溶液，其體積最好以埋沒銅靶20為好。
預設(shè)高分子保護溶液為聚乙烯醇水溶液，利用激光裝置30連續(xù)轟擊銅靶20，生成的納米銅粒子便分散于聚乙烯醇保護溶液中，利用超聲波震蕩或以其它方式進行攪拌，使納米銅粒子均勻分散于聚乙烯醇保護溶液中，且聚乙烯醇的高分子立體結(jié)構(gòu)可將納米銅粒子進行阻隔，使其保持穩(wěn)定狀態(tài)而不會發(fā)生凝聚。該納米銅粒子與聚乙烯醇的均勻、穩(wěn)定的混合物體系便為一優(yōu)良的熱管工作流體。
第三實施例是在第二實施例基礎(chǔ)上連續(xù)制備熱管工作流體的方法。如圖4所示，該連續(xù)制備裝置100包括一容器110，一銅靶120，一激光裝置130及一超聲波裝置140。容器110傾斜設(shè)置于一基體200上，其與基體200成一夾角θ，且0°＜θ＜60°。容器110具有一進液口111及一出液口112，該進液口111與一進液管113相連，該進液管113上設(shè)置有開關(guān)閥(圖未標示)，出液口112與一出液管114相連，該出液管114上設(shè)置有開關(guān)閥(圖未標示)。該銅靶120固定于容器110的底部，其材料包括碳材、金屬或合金等，激光裝置130設(shè)置于距銅靶120一定距離處。超聲波裝置140設(shè)置于容器110底部。
制備熱管工作流體時，打開進液管113上的開關(guān)閥，將聚乙烯醇水溶液從進液口111輸送入容器110中，最好使容器110中的聚乙烯醇水溶液的液位低于進液口111，同時，其體積最好將銅靶120完全埋沒；打開激光裝置130，利用激光轟擊銅靶120，所產(chǎn)生的納米銅粒子于超聲波作用下，均勻分散于聚乙烯醇溶液中而得熱管工作流體，待納米銅粒子與聚乙烯醇水溶液達一定比例時，打開出液管114上的開關(guān)閥，收集熱管工作流體?？刂凭垡蚁┐妓芤旱牧魉佟⒓す獾霓Z擊頻率以及出液管114中熱管工作流體的流出速度，使容器110中溶液的液位基本保持不變，從而可連續(xù)制備熱管工作流體。
本實施方式的熱管工作流體，是高分子溶液與納米粒子的混合物，高分子之間的立體阻隔可使納米粒子具有較好的分散性及穩(wěn)定性。本實施方式的熱管工作流體的制備方法，是將多個納米粒子與一高分子保護液混合均勻，高分子之間的立體阻隔可穩(wěn)定納米粒子，無需使用表面活性劑或其它穩(wěn)定劑具，避免于熱管中形成氣泡或產(chǎn)生其它影響，提高熱管的熱傳效率。
權(quán)利要求
1.一種熱管工作流體，其包括一種保護液體及分散于其中的多個納米粒子，其特征在于，該保護液體為一高分子溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管工作流體，其特征在于，所述高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮。
3.如權(quán)利要求1所述的熱管工作流體，其特征在于，所述高分子溶液的溶劑包括水或含羥基的極性溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的熱管工作流體，其特征在于，所述納米粒子材料包括碳材、金屬材料。
5.如權(quán)利要求1所述的熱管工作流體，其特征在于，所述納米粒子包括納米管、納米球、中空納米球、納米線、納米棒。
6.如權(quán)利要求4所述的熱管工作流體，其特征在于，所述金屬材料包括金、銀、銅或其合金。
7.一種制備熱管工作流體的方法，其包括以下步驟提供多個納米粒子；將多個納米粒子分散于一高分子溶液中從而形成熱管工作流體。
8.如權(quán)利要求7所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮。
9.如權(quán)利要求7所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述高分子溶液的溶劑包括水或含羥基的極性溶液。
10.如權(quán)利要求7所述的制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述納米粒子材料包括碳材、金屬材料。
11.如權(quán)利要求10所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述金屬材料包括金、銀、銅或其合金。
12.如權(quán)利要求7所述的制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述納米粒子包括納米管、納米球、中空納米球、納米線、納米棒。
13.如權(quán)利要求7所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述納米粒子的制備方法包括化學氣相沉積法、電弧放電法、激光消熔法。
14.如權(quán)利要求7所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述制備方法還包括對納米粒子與高分子溶液的混合物進行攪拌。
15.一種制備熱管工作流體的方法，其包括以下步驟提供一容器，其內(nèi)裝有一高分子溶液；將一靶設(shè)置于該高分子溶液中；利用一雷射轟擊該靶，所得納米粒子分散于高分子溶液中而形成熱管工作流體。
16.如權(quán)利要求15所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述高分子溶液的溶質(zhì)包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮。
17.如權(quán)利要求15所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述高分子溶液的溶劑包括水或含羥基的極性溶液。
18.如權(quán)利要求15所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述靶的材料包括碳材、金屬材料。
19.如權(quán)利要求15所述制備熱管工作流體的方法，其特征在于，所述制備方法還包括對容器中的混合物進行攪拌。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱管工作流體，其包括一種保護液體及分散于其中的多個納米粒子，該保護液體為一高分子溶液。另，提供一種熱管工作流體的制備方法，其包括以下步驟提供多個納米粒子；將多個納米粒子分散于一高分子溶液從而形成熱管工作流體。本技術(shù)方案熱管工作流體的制備方法，是將多個納米粒子與一高分子保護液混合均勻，高分子之間的立體阻隔可穩(wěn)定納米粒子，無需使用表面活性劑或其它穩(wěn)定劑，避免于熱管中形成氣泡或產(chǎn)生其它影響，提高熱管的熱傳效率。
文檔編號F28D15/02GK1877239SQ20051003522
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者董才士 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司