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原理與致冷介質(zhì)的相變快速熱傳遞性質(zhì)，通過在全封閉真空管內(nèi)液體的蒸發(fā)與蒸汽的凝結(jié)來傳遞熱量。
目前熱管被廣泛應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，散熱成為此類電子設(shè)備的關(guān)鍵問題，而傳統(tǒng)圓柱型微熱管或普通壓扁型熱管已難以應用在緊湊輕薄型的電子設(shè)備上，因此，超薄微熱管的開發(fā)對當前微電子行業(yè)的熱危機具有很大優(yōu)勢。
超薄熱管指的是整體厚度少于2mm的熱管，是為了適應輕薄型電子設(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熱性能外，還需要滿足厚度更薄的要求，這就給超薄熱管的開發(fā)和設(shè)計帶來了難度，由于超薄熱管厚度的制約導致內(nèi)部液體工質(zhì)有效空間大大減小，進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)計問題促進工質(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)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有中技術(shù)存在的不足，本發(fā)明設(shè)計了一種復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溝槽結(jié)構(gòu)的毛細芯，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正常，同時也使加工工藝變得簡單且成本大幅降低。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種復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芯，所述塑料微槽道毛細芯包括塑料微槽道毛細基層和塑料覆蓋層，所述塑料微槽道毛細基層上設(shè)置軸向的微米或納米級溝槽結(jié)構(gòu)，所述微米或納米級溝槽結(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基層的外表層分別熱合金屬薄膜層。
進一步優(yōu)化的，所述塑料微槽道毛細基層上的微米或納米級溝槽結(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熱復合工藝密封連接；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。
進一步優(yōu)化的，所述金屬薄膜層采用銅或鋁制作。
進一步優(yōu)化的，所述工質(zhì)液體為液氨、超純水、甲醇、乙醇或丙酮。
進一步優(yōu)化的，所述塑料微槽道毛細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芯（塑料微槽道毛細基層和塑料覆蓋層）在工質(zhì)液體氣化及冷凝過程中產(chǎn)生較大幅度的膨脹或收縮變形，同時金屬薄膜層也使平面熱管具有一定的強度。在塑料微槽道毛細芯的內(nèi)部，多個槽道大峰的頂端與塑料覆蓋層密封連接，形成多個獨立的密閉腔體，從而可以利用槽道大峰的支撐和拉縮作用，進一步防止塑料微槽道毛細芯（塑料微槽道毛細基層和塑料覆蓋層）在工質(zhì)液體氣化及冷凝過程中可能產(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溝槽流道。在相鄰槽道大峰之間形成獨立的密閉腔體內(nèi)部，微米或納米級溝槽結(jié)構(gòu)的毛細力為工質(zhì)液體的回流提供了驅(qū)動力，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溝槽結(jié)構(gòu)管芯，與在金屬管內(nèi)表面直接加工微米級溝槽結(jié)構(gòu)相比，加工過程變得簡單，加工難度顯著降低，加工成本也降低。因為通過模具滾壓或拉伸成型工藝，塑料微槽道毛細基層上的微米或納米級溝槽結(jié)構(gòu)可以一次性整體成型完成，而且還可以加工出更復雜的溝槽結(jié)構(gòu)，從而進一步降低平面熱管的厚度，同時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間內(nèi)恢復正常，從而提高了熱管在實際使用過程中的可承受的彎曲程度。
附圖說明
圖1為復合材料超薄柔性平面熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細的說明。
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和塑料微槽道毛細芯，塑料微槽道毛細芯包括塑料微槽道毛細基層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基層2上設(shè)置軸向的微米或納米級溝槽結(jié)構(gòu)7，微米或納米級溝槽結(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的頂端通過熱復合工藝密封連接，使相鄰槽道大峰4之間形成獨立的密閉腔體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芯（塑料微槽道毛細基層2和塑料覆蓋層5）在工質(zhì)液體3的氣化和冷凝過程中產(chǎn)生較大幅度的膨脹或收縮變形，同時金屬薄膜層1也使平面熱管具有一定的強度。在塑料微槽道毛細芯的內(nèi)部，多個槽道大峰4的頂端與塑料覆蓋層5密封連接，形成多個獨立的密閉腔體8，從而可以利用槽道大峰4的支撐和拉縮作用，進一步防止塑料微槽道毛細芯（塑料微槽道毛細基層2和塑料覆蓋層5）在工質(zhì)液體3的氣化與冷凝過程中可能產(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溝槽7。在相鄰槽道大峰4之間形成獨立的密閉腔體8內(nèi)部，微米或納米級溝槽7結(jié)構(gòu)形成的毛細力為工質(zhì)液體回流提供驅(qū)動力，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，減少相對熱阻。