專利名稱：一種塑料熱管及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管及其加工方法，特別是一種以塑性高分子材料為管體的熱管
的加工方法。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，集成電路正在向著高密度、大功率的方向發(fā)展。為了 解決各種功率器件、高速芯片、大功率LED等電器設(shè)備和元件的熱穩(wěn)定性問題，通常采用在 發(fā)熱器件上安裝散熱器件，使發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量能被帶走，以降低發(fā)熱器件表面的溫度， 從而保證設(shè)備器件的正常運行。傳統(tǒng)的散熱器、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、風(fēng)扇和散熱器一體化、冷板、 風(fēng)扇箱、溫差制冷、熱交換器、渦旋管和空調(diào)等，已不能滿足高熱流密度散熱的需要。熱管技 術(shù)能將發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量快速高效地傳遞至冷卻區(qū)，被越來越廣泛地應(yīng)用于宇航、軍工 和微電子領(lǐng)域中。 典型的熱管由管殼、吸液芯和散熱器組成，將管內(nèi)抽成負壓后充入適量的工作液 體，使管內(nèi)壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體后密封。管的一端為蒸發(fā)段(加熱端)，另 一端為冷凝段(冷卻端)，根據(jù)應(yīng)用需要在兩段中間可布置絕熱段。當熱管的蒸發(fā)段受熱時 毛細吸液芯中的液體蒸發(fā)汽化，帶走外界的熱量，蒸汽在微壓差下流向冷凝段凝結(jié)為液體， 將熱量傳向外界，液體再靠毛細作用沿吸液芯流回蒸發(fā)段。 現(xiàn)有的微型熱管大多使用銅管作為管殼，在管內(nèi)壁設(shè)有金屬網(wǎng)或多孔陶瓷粉末燒 結(jié)而成的吸液芯。現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題是l)吸液芯之毛細材料與管殼連接不牢靠， 容易發(fā)生脫落甚至堵塞；2)熱管不容易彎曲，折彎過程中容易阻塞管路和吸液芯；3)金屬 管體導(dǎo)電，在需要絕緣的條件下不適用；4)加工工藝復(fù)雜，制造成本高。
塑料熱管或以高分子復(fù)合材料為管體的熱管裝置可以解決以上不足，達到最佳散 熱的目的。中國專利200510027982. 4公開了一種含有高分子材料管殼或部分高分子材料 管殼的熱管，但并未涉及具體熱管結(jié)構(gòu)和加工方法。中國專利200710005066. X公開了一種 管狀共擠出成型方法制造可彎曲熱管的技術(shù)，將高分子材料與具有毛細管作用的管狀纖維 編織網(wǎng)共擠成多層管體來制造塑料管材的熱管。但是，高分子材料在擠出過程中處于熔融 狀態(tài)，容易阻塞纖維編織網(wǎng)的毛細結(jié)構(gòu)，增大熱管的回液阻力和傳熱性能；該熱管結(jié)構(gòu)中高 分子材料的熱管兩端開口與金屬散熱器通過插接、壓接方式密封，在加工和使用中的可靠 性差，容易因管內(nèi)真空破壞而導(dǎo)致熱管失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，針對熱管的結(jié)構(gòu)和加工方法 進行改進，提供一種塑料熱管及其加工方法。 本發(fā)明提供一種塑料熱管，包括由塑料或塑性高分子復(fù)合材料通過塑料擠出機擠
出成型制成的管體，管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布著多個微槽室，微槽室在朝著管中心方向 開口與管體內(nèi)部連通，微槽室開口的寬度小于微槽室寬度；該塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接。 所述的塑料熱管，管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布的微槽室的寬度w為1 5mm，槽室 深度h為1 5mm，槽室開口寬度d = (0. 25 0. 75) Xw。 所述的塑性高分子復(fù)合材料是以一種或多種高分子塑料為基體，與導(dǎo)熱填料、玻
璃纖維、偶聯(lián)劑、助劑中的一種或多種復(fù)配，由塑料擠出機經(jīng)熔融擠出造粒制成。 在管體內(nèi)壁的微槽室內(nèi)設(shè)有吸液芯，該吸液芯由棉芯、化學(xué)纖維、玻璃棉、金屬絲、
陶瓷粉末的一種或幾種復(fù)合制成，具有毛細作用。 所述的塑料熱管，其兩端連接的傳熱器件是帶有肋片或翅片的散熱器，和/或至 少具有一個光滑表面的導(dǎo)熱塊。導(dǎo)熱塊的光滑表面可以與芯片、集成電路、功率器件等發(fā)熱 體的表面緊密接觸，將發(fā)熱體發(fā)出的熱量導(dǎo)入熱管的吸熱端(也稱蒸發(fā)段)。與熱管的散熱 端(也稱冷凝段)連接的散熱器還可以設(shè)有冷卻風(fēng)扇，通過強制對流來提高散熱效率。
本發(fā)明提供一種塑料熱管的加工方法，其特征在于，包括以下步驟
1)通過塑料擠出機擠出管材，按所需的規(guī)格、長度制成塑料熱管的管體；
2)將吸液芯穿入管體內(nèi)壁的微槽室中； 3)將熱管管體兩端與傳熱器件通過熔接、插接、套接或擠脹方法相連接；
4)將熱管管體的一端通過加熱壓熔的方法進行封尾； 5)向熱管管體內(nèi)注入工作流體，并將熱管管體的另一端通過加熱壓熔的方法進行 封尾。 其中根據(jù)加工工藝的需要，上述第3)步驟與第4)步驟的次序可以互換。
進一步地，將塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接的加工方法包括以下步驟
1)所述傳熱器件具有與塑料熱管管體外徑相匹配的圓形孔，將塑料熱管管體的一 端插入傳熱器件的圓孔中，熱管管體與圓孔為過盈配合； 2)對傳熱器件加熱，使塑料熱管的管體外表面達到或接近熔融狀態(tài)； 3)將與塑料熱管管體內(nèi)徑相匹配的金屬芯棒插入塑料熱管的管體內(nèi)，由于芯棒與
熱管管體為過盈配合，插入熱管管體后對管壁產(chǎn)生擠脹力，使塑料熱管的外壁在加熱加壓
條件下與傳熱器件緊密結(jié)合； 4)將金屬芯棒從熱管管體中抽出。 特別地，根據(jù)塑料熱管管材和傳熱器件的材料特性，所述金屬芯棒是空心管，在芯 棒的管內(nèi)通有冷卻液。 特別地，根據(jù)塑料熱管管材和傳熱器件的材料特性，在將塑料熱管管體的一端插 入傳熱器件的圓孔之前，可以在傳熱器件的圓孔內(nèi)壁涂覆一層熱熔膠，更容易實現(xiàn)管體與 傳熱器件的熔融連接。 本發(fā)明所提供的塑料熱管，管子兩端都是通過對塑料管材加熱壓熔的工藝來密 封，其密封性和連接強度高，適用可靠。 本發(fā)明所提供的塑料熱管及其加工方法，具有工藝簡單、成本較低、使用可靠、應(yīng) 用范圍廣泛的優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明
附圖1 :塑料熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2 :塑料熱管管體的剖面圖。
附圖3 :帶有吸液芯的塑料熱管管體的剖面圖。
具體實施例方式
以下詳細介紹本發(fā)明的詳細實施例，其實例如附圖所示，其中全文以相同的標號
表示相同的部件。
實施例 本實施例提供一種塑料熱管，包括由高分子復(fù)合材料通過塑料擠出機擠出成型制成的管體101，散熱端散熱器102和吸熱端導(dǎo)熱塊103。 塑料管體101由高導(dǎo)熱塑性復(fù)合材料加工而成。該高導(dǎo)熱塑性復(fù)合材料是以一種或多種高分子塑料為基體，與導(dǎo)熱填料、玻璃纖維、偶聯(lián)劑、助劑中的一種或多種復(fù)配，由塑料擠出機經(jīng)熔融擠出造粒制成。其塑料材料的基體是PPS、PP、PE、PS或ABS中的一種或幾種復(fù)合，導(dǎo)熱填料是金屬氧化物、金屬氮化物、石墨、碳化硅中的一種或幾種復(fù)合。典型地，一種高導(dǎo)熱復(fù)合材料的組成按質(zhì)量配比為PP 100份、300微米氧化鎂50份、5微米氮化鋁20份、玻璃纖維20份、鋁酸酯偶聯(lián)劑0. 5份、二硫化鉬潤滑劑0. 5份。 塑料管體101通過塑料擠出機擠出成型制成。如附圖2所示，管體101的內(nèi)壁上沿
圓周方向分布著多個微槽室104，微槽室在朝著管中心方向開口與管體內(nèi)部連通，微槽室開
口的寬度d小于微槽室寬度w。管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布的微槽室的寬度w為1 5mm，
槽室深度h為1 5mm，槽室開口寬度d = (0. 25 0. 75) Xw。典型地，對于外徑D = 6mm
的管體，微槽室的寬度w = 2mm，槽室深度h = 1. 5mm，槽室開口寬度d = lmm。 在管體內(nèi)壁的微槽室104內(nèi)設(shè)有吸液芯105。該吸液芯由棉芯與金屬絲復(fù)合制成，
具有毛細作用。 所述的塑料熱管，其管體兩端連接的傳熱器件是，與熱管的散熱端連接的帶有肋片或翅片的散熱器102，和與熱管的吸熱端連接的具有光滑表面的吸熱端導(dǎo)熱塊103。熱管在使用時，導(dǎo)熱塊103的光滑表面可以與芯片、集成電路、功率器件等發(fā)熱體的表面緊密接觸，將發(fā)熱體發(fā)出的熱量導(dǎo)入熱管的吸熱端。散熱器102帶有肋片或翅片，有利于將從熱管的散熱端熱量傳導(dǎo)到空氣或其它介質(zhì)中。為了強化傳熱，在散熱器上還可以配有冷卻風(fēng)扇，通過強制對流來提高散熱效率。 本發(fā)明提供一種塑料熱管的加工方法包括以下步驟 1)通過塑料擠出機擠出管材，按所需的規(guī)格、長度制成塑料熱管的管體； 2)將吸液芯穿入管體內(nèi)壁的微槽室中； 3)將熱管管體兩端與傳熱器件通過熔接、插接、套接或擠脹方法相連接；
4)將熱管管體的一端通過加熱壓熔的方法進行封尾； 5)向熱管管體內(nèi)注入工作流體，并將熱管管體的另一端通過加熱壓熔的方法進行封尾。 其中根據(jù)加工工藝的需要，上述第3)步驟與第4)步驟的次序可以互換。 進一步地，將塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接的加工方法包括以下步驟 1)所述傳熱器件具有與塑料熱管管體外徑相匹配的圓形孔，將塑料熱管管體的一端插入傳熱器件的圓孔中，熱管管體與圓孔為過盈配合； 2)對傳熱器件加熱，使塑料熱管的管體外表面達到或接近熔融狀態(tài)； 3)將與塑料熱管管體內(nèi)徑相匹配的金屬芯棒插入塑料熱管的管體內(nèi)，由于芯棒與
熱管管體為過盈配合，插入熱管管體后對管壁產(chǎn)生擠脹力，使塑料熱管的外壁在加熱加壓
條件下與傳熱器件緊密結(jié)合； 4)將金屬芯棒從熱管管體中抽出。 特別地，根據(jù)塑料熱管管材和傳熱器件的材料特性，為了防止塑料熱管的管體內(nèi)部因高溫達到或接近熔融狀態(tài)，所述金屬芯棒是空心管，在芯棒的管內(nèi)通有冷卻液，可以對塑料熱管管體內(nèi)壁起冷卻作用。 特別地，根據(jù)塑料熱管管材和傳熱器件的材料特性，在將塑料熱管管體的一端插入傳熱器件的圓孔之前，可以在傳熱器件的圓孔內(nèi)壁涂覆一層熱熔膠，更容易實現(xiàn)管體與傳熱器件的熔融連接。 本實施例所提供的塑料熱管及其加工方法，具有工藝簡單、成本較低、使用可靠、應(yīng)用范圍廣泛的優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種塑料熱管，包括由塑料或塑性高分子復(fù)合材料通過塑料擠出機擠出成型制成的管體，管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布著多個微槽室，微槽室在朝著管中心方向開口與管體內(nèi)部連通，微槽室開口的寬度小于微槽室寬度；該塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的塑料熱管，管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布的微槽室的寬度w為 1 5mm，槽室深度h為1 5mm，槽室開口寬度d = (0. 25 0. 75) Xw。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料熱管，制造其管體的塑性高分子復(fù)合材料是以一種或多 種高分子塑料為基體，與導(dǎo)熱填料、玻璃纖維、偶聯(lián)劑、助劑中的一種或多種復(fù)配，由塑料擠 出機經(jīng)熔融擠出造粒制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料熱管，在管體內(nèi)壁的微槽室內(nèi)設(shè)有吸液芯，該吸液芯由 棉芯、化學(xué)纖維、玻璃棉、金屬絲、陶瓷粉末的一種或幾種復(fù)合制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料熱管，管體兩端連接的傳熱器件是帶有肋片或翅片的散 熱器，和/或至少具有一個光滑表面的導(dǎo)熱塊。
6. —種如權(quán)利要求1所述的塑料熱管的加工方法，其特征在于，包括以下步驟1) 通過塑料擠出機擠出管材，按所需的規(guī)格、長度制成塑料熱管的管體；2) 將吸液芯穿入管體內(nèi)壁的微槽室中；3) 將熱管管體的兩端與傳熱器件通過熔接、插接、套接或擠脹方法相連接；4) 將熱管管體的一端通過加熱壓熔的方法進行封尾；5) 向熱管管體內(nèi)注入工作流體，并將熱管管體的另一端通過加熱壓熔的方法進行封尾。
7. —種如權(quán)利要求6所述將塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接的加工方法，其特 征在于1) 所述傳熱器件具有與塑料熱管管體外徑相匹配的圓形孔，將塑料熱管管體的一端插 入傳熱器件的圓孔中，熱管管體與圓孔為過盈配合；2) 對傳熱器件加熱，使塑料熱管的管體外表面達到或接近熔融狀態(tài)；3) 將與塑料熱管管體內(nèi)徑相匹配的金屬芯棒插入塑料熱管的管體內(nèi)，對管壁產(chǎn)生擠脹 力，使塑料熱管的外壁與傳熱器件緊密結(jié)合；4) 將金屬芯棒從熱管管體中抽出。
8. —種如權(quán)利要求7所述將塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接的加工方法，其特 征在于，所述金屬芯棒是空心管，在芯棒的管內(nèi)通有冷卻液。
9. 一種如權(quán)利要求7所述將塑料熱管管體的兩端與傳熱器件相連接的加工方法，其特 征在于，在將塑料熱管管體的一端插入傳熱器件的圓孔之前，在傳熱器件的圓孔內(nèi)壁涂覆 一層熱熔膠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種塑料熱管，包括由塑料或塑性高分子復(fù)合材料通過塑料擠出機擠出成型制成的管體，管體內(nèi)壁上沿圓周方向分布著多個微槽室，微槽室在朝著管中心方向開口與管體內(nèi)部連通，槽室開口的寬度小于槽室寬度；該塑料熱管的兩端與傳熱器件相連接。所述塑料熱管的加工方法包括以下步驟1)通過塑料擠出機擠出管材制成塑料熱管的管體；2)將吸液芯穿入管體內(nèi)壁的微槽室中；3)將熱管管體的兩端與傳熱器件通過熔接、插接、套接或擠脹方法相連接；4)將熱管管體的一端通過加熱壓熔的方法進行封尾；5)向熱管管體內(nèi)注入工作流體，并將熱管管體的另一端通過加熱壓熔的方法進行封尾。本發(fā)明所提供的塑料熱管及其加工方法，具有工藝簡單、成本較低、使用可靠、應(yīng)用范圍廣泛的優(yōu)點。
文檔編號F28F21/06GK101776409SQ20101010469
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者黃曉峰 申請人:黃曉峰