做个入门级的科普:热管是如何制造的。
1、什么是热管,热管的起源和发展
热管技术早在1942年前就已出现,当时Perkins发明并改进了热虹吸管(一种简单的重力热管)。1942年后,Gaugler提出了现代热管的原理,但未实际应用。直到1963年在位于美国的LosAlamos国家实验室中G.M.Grover再次提出这一原理。并发明了以“热管”命名的传热元件。
热管属于一种传热元件,它充分利用了相变化吸热和放热的原理快速传输热量,其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。
热管由三个主要部件组成:密封的外壳、工作流体和毛细结构。外壳使热管工作流体保持真空密封,以实现数十年的持续热传输。工作流体在应用温度范围内改变相位,必须与热管外壳和毛细结构材料兼容。
常见铜-水吸液芯可查看文章:结构 \\ 热管毛细结构有哪几种类型?
2、热管的工艺流程(以粉结构为例介绍一般流程)
仅描述一般流程,不详细展开描述.
1>切管:将长支的铜管切成指定的长度
铜管原材料
铜管切管
2>缩硬管-将一端的外径取一定的长度,缩小到3mm左右(具体会根据外径和壁厚调整)
为何叫硬管?因为铜管还未烧结,常规情况下硬度较高。
3>清洗
4>填粉-在铜管的中心插入一根不锈钢芯棒,并通过模具定位在铜管的正中间,然后填入指定粒度的铜粉(通过振动设备使铜粉达到一定的密度,以以控制烧结后毛细结构的孔隙率)
5>铜粉烧结-通过钟罩炉或连续炉,在还原性气氛保护下,高温将铜粉烧结成型。
6>缩软管、焊接-缩尾端,也就是填铜粉的那一端,缩口并焊接使其密封
为何叫软管?因为刚经过高温烧结出来,材质变得很软
7>注液/一次除气:通过注液泵等定量注水控制设备往热管内部注入一定量的超纯水,并立即通过真空设备除去管体内部的空气,密封管口。
8>二次除气/定长:由于第一次真空除气可能不充分,这里再进行一次加热除气,第二次封口,并切出准确的长度尺寸,切完后用氩弧焊将切口焊接使其密封。
至此,热管的本体加工工艺已经完成。
9>温差测试和性能测试:测试热管的导热性、温差和热阻值。
10>后加工制程:折弯,压扁等成型工艺。
11>老化测试:加压老化/高温老化。
12>再次功率测试:老化完成后,需再次测试热管的性能是否OK。
13>表面处理:根据设计需求,进行清洗,钝化或者镀镍的表面工艺。
至此,热管的全部工艺完成,可以全检出货。
说明:
1>后面的一些制程,各家的工艺并不完全一致,需要根据厂内的制程稳定性和良率以及客户要求,来制定合理并且可靠的工艺。
2>为了方便理解,我在PPT里面画了简单的示意图,哈哈,感觉好粗糙,如有疏漏之处,请不吝指出。整篇文章花费70分钟完成。如需进一步了解,可发快捷私信。