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一种难熔金属毛细芯的成型方法

阅读:957发布:2021-04-12

专利汇可以提供一种难熔金属毛细芯的成型方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种难熔金属毛细芯的成型方法,包括以下步骤:(1)提供一金属板A,所述金属板单侧设置条形或网形沟槽;(2)在沟槽侧金属板表面加工 盲孔 阵列,而后将难熔金属丝网B层叠放置在加工后的金属板表面;(3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉C,并通过金属钉和盲孔将难熔金属丝网固定到金属板上;(4)采用 电子 束将金属钉 焊接 到金属板上,得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。本发明有效解决了毛细结构成型困难的问题。,下面是一种难熔金属毛细芯的成型方法专利的具体信息内容。

1.一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)提供一金属板,所述金属板单侧设置条形或网形沟槽;
(2)在沟槽侧金属板表面加工盲孔阵列,然后将难熔金属丝网层叠放置在加工后的金属板表面;
(3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉,并通过金属钉和盲孔配合,将难熔金属丝网固定到金属板上;
(4)采用电子束将金属钉焊接到金属板上,得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。
2.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(1)中,所述金属板的材质为铌合金、钼合金或钨合金。
3.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm,深度为0.3-0.5mm,沟槽间距为0.5-3mm。
4.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(2)中,所述难熔金属丝网的材质为铌合金、钼合金或纯钼;丝网的网孔大小为50-300目,层叠的层数为
3-5层。
5.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(2)中,所述盲孔呈倒锥形,盲孔的直径为1.0-1.6mm,深度为1.4-2.0mm,锥度为1:7到1:10。
6.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(2)中,所述盲孔阵列中,同一行的盲孔间距为15-25mm,行距为20-30mm。
7.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(3)中,所述金属钉的材质为纯铌、C-103或铌521,金属钉与盲孔之间为过盈配合
8.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(3)中,所述难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上,固定后难熔金属丝网的层间距不大于
0.5mm。
9.如权利要求1所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:步骤(4)中,所述金属钉通过电子束焊接到金属板上,其焊接方式为点焊
10.如权利要求9所述的一种难熔金属毛细芯的成型方法,其特征在于:焊接参数为:加速电压55-60kV,焊接电流20-30mA,焊接时间1.0-2.4s,焊接真空度小于4.0×10-2Pa。

说明书全文

一种难熔金属毛细芯的成型方法

技术领域

[0001] 本发明属于高温热结构领域,尤其涉及一种难熔金属毛细芯的成型方法。

背景技术

[0002] 随着经济和社会的发展,热结构的使用温度越来赿高,达到甚至超过了现有材料体系的使用温度上限。以高温热管疏导和发汗冷却为代表的半被动/主动冷却方式是解决该问题的可行性途径之一。
[0003] 当工作温度低于1000℃时,高温热管的壳体为高温合金或不锈,毛细结构为不锈钢丝网,其加工和焊接工艺比较成熟,毛细结构成型容易实现。当工作温度高于1000℃时,高温热管的壳体和毛细结构的材质均变化难熔金属,如铌合金、钼合金等,其熔点较高,热导率大,且易化,导致毛细结构成型困难,可靠性不高。

发明内容

[0004] 针对上述技术问题,本发明提出了一种难熔金属毛细结构的成型方法,该方法采用机械固定+真空焊接的复合工艺,有效解决了毛细结构成型困难的问题。
[0005] 本发明的技术方案为:
[0006] 一种难熔金属毛细芯的成型方法,包括以下步骤:
[0007] (1)提供一金属板,所述金属板单侧设置条形或网形沟槽;
[0008] (2)在沟槽侧金属板表面加工盲孔阵列,而后将难熔金属丝网层叠放置在加工后的金属板表面;
[0009] (3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉,并通过金属钉和盲孔将难熔金属丝网固定到金属板上;
[0010] (4)采用电子束将金属钉焊接到金属板上,得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。
[0011] 优选的是,所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm,深度为0.3-0.5mm,沟槽间距为0.5-3mm。
[0012] 优选的是,所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目,层数为3-5层。
[0013] 优选的是,所述的盲孔呈倒锥形,盲孔的直径为1.0-1.6mm,深度为1.4-2.0mm,锥度为1:7到1:10。
[0014] 优选的是,所述的盲孔阵列间距为15-25mm,行距为20-30mm。
[0015] 优选的是,所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521,金属钉与盲孔之间为过盈配合
[0016] 优选的是,所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上,固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。
[0017] 优选的是,所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上,其焊接方式为点焊,焊接参数为:加速电压55-60kV,焊接电流20-30mA,焊接时间1.0-2.4s,焊接真空度小于4.0×10-2Pa。
[0018] 本发明的有益效果:
[0019] 1、本发明采用沟槽丝网双层毛细结构,毛细效应好,便于流体毛细传输。
[0020] 2、本发明多层难熔金属丝网通过机械方式预固定,层间距及毛细大小可调节。
[0021] 3、本发明焊接对象金属钉的热容小,极大降低了焊接成型难度。附图说明
[0022] 图1为本发明所述的一种难熔金属的成型方法;
[0023] 图2为本发明所述的金属钉与金属板的焊接过程示意图;
[0024] 图3为采用本发明制备的锂工质铌基高温热管及其热电偶位置
[0025] 图4为采用本发明制备的锂工质铌基高温热管的启动曲线。

具体实施方式

[0026] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0027] 图1给出了本发明提供的一种难熔金属毛细芯的成型方法,包括以下步骤:
[0028] (1)提供一金属板1,所述金属板1单侧设置条形或网形沟槽;
[0029] (2)在沟槽侧金属板表面加工盲孔阵列,而后将难熔金属丝网2层叠放置在加工后的金属板表面;
[0030] (3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉3,并通过金属钉3和盲孔将难熔金属丝网2固定到金属板1上;
[0031] (4)采用电子束将金属钉焊接到金属板上,得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。本发明采用机械固定+电子束焊接的方式来进行难熔金属毛细芯的成型,焊接对象金属钉的热容小,极大地降低了焊接成型的难度。
[0032] 进一步地,所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm,深度为0.3-0.5mm,沟槽间距为0.5-3mm。
[0033] 进一步地,所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目,层数为3-5层。
[0034] 进一步地,所述的盲孔呈倒锥形,盲孔的直径为1.0-1.6mm,深度为1.4-2.0mm,锥度为1:7到1:10。此处所述锥形盲孔的直径是指盲孔最大直径处,也就是金属板表面处。
[0035] 进一步地,所述的盲孔阵列中,同一行盲孔之间间距为15-25mm,行距为20-30mm。
[0036] 进一步地,所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521,金属钉与盲孔之间为过盈配合。
[0037] 进一步地,所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上,固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。
[0038] 进一步地,所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上,其焊接方式为点焊,焊接参数为:加速电压55-60kV,焊接电流20-30mA,焊接时间1.0-2.4s,焊接真空度小于4.0×10-2Pa,见图2。
[0039] 实施例
[0040] 为了说明本方法的可行性,我们以2.5mm厚的铌521板和200目的钼合金丝网为原材料,开展了难熔金属毛细芯的制备工作。首先,在铌521板的单侧加工条形沟槽。沟槽尺寸为宽0.2mm×深0.4mm,间距2mm。然后,在铌521板上盲孔阵列,盲孔的直径为1.0mm,深度为1.4mm,锥度为1:9;盲孔阵列的间距为20mm,行距为30mm。而后,以纯铌为材质加工对应尺寸的金属钉,并用金属钉将3层200目的钼合金丝网固定到铌521板上,固定后丝网间距约为
0.2mm。最后,采用电子束将纯铌钉焊接到铌521板上,焊接参数为加速电压60kW,焊接电流-2
24mA,焊接时间2.0s,焊接真空度4.0×10 Pa。
[0041] 我们将制备的难熔金属毛细芯竖直放入到250℃的液态锂中。液体锂在表面涨力的作用下逐渐布满铌521板上的毛细表面,说明采用本发明制备的难熔金属毛细芯具有良好的毛细效应。
[0042] 为了进一步说明本发明的优越性,用本实施例制备的难熔金属毛细芯制备了锂工质铌基高温热管,并在圆管状热管上布置了K型热电偶,见图3,为局部示意图,图中TC1到TC9表示9个位置。而后将其部分放入1200℃的石墨炉中进行加热。图4给出了锂工质铌基高温热管的启动曲线。从图中可以看到,在前250秒时间内,所有测温点的读数从室温先后升高到950℃左右,热管启动成功,呈现出良好的均温性。即本发明制备的难熔金属毛细芯实现了传热传质功能,把施加在热管表面的热量快速传递到整个热管。
[0043] 本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此,本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
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