ヒートパイプの毛細管構造の種類は何ですか?

ヒートパイプは、内部充填物の作動液相変化を利用して熱伝達を実現する熱伝導素子であり、次の基本特性を備えています。

1. 高い熱伝導率;

2. 優れた温度均一化。

3. 可逆的な熱流方向。

4. サーマルダイオードとサーマルスイッチング。

5. 環境への適応。

熱スイッチングとは、ヒートパイプを一方向熱伝導タイプにできることを意味します。たとえば、セクション A の温度がセクション B の温度より高い場合、ヒートパイプは動作します。セクション A の温度が端 B の温度より低い場合、ヒートパイプは機能しません。

パイプラインおよび凍土埋設ヒートパイプの動作原理は、ヒートパイプのスイッチング特性を利用することです。冬には地表の温度が気温よりも高くなり、ヒートパイプの働きで凍土層の温度を吸収して空気中に分配し、凍土層の温度を低く安定させます。夏場は気温が高くヒートパイプが動作しません。

これは重力ヒートパイプとしても知られており、その内壁は毛細管構造がなく滑らかです。液体の還流は作動媒体の重力のみに依存しており、一方向の影響を及ぼします。

ただし、ほとんどの電子デバイスのアプリケーション シナリオでは、ヒート パイプの使用には固定方向がないため、あらゆる方向の作動流体の還流に適応する必要があります。この時点で、チューブ内壁の毛細管構造は非常に重要であり、毛細管構造は反重力の場合に作動流体を輸送し、凝縮セクションとしてどこにいても液体が蒸発端にすぐに戻ることができるようにする必要があります。

使用シナリオのニーズに応じて、処理コストを考慮すると、現在、毛細管構造には主に 3 つのタイプがあります。

1. 粉末焼結構造（粉末）

次の物理的な分解図を見てください。図から見ると、非常に柔らかいと思われるかもしれませんが、実際には、このキャピラリ コアは柔らかくも緩くもなく、非常に丈夫です。銅の粉を高温で加熱したものなので、冷めると金属本来の硬い質感が戻ります。

実際、このようなヒートパイプの製造プロセスは比較的複雑です。まず、銅パイプの中心に丸い棒の型を置き、次に緩い銅粉末を注入し、振動後に銅粉末は一定の密度に達します。次に、生成物を還元性雰囲気炉に入れ、一定の温度まで加熱します。銅粉が完全に溶ける前に、まず銅粉粒子の端が溶けて周囲の銅粉に付着し、銅管壁に付着して、最終的に今見ている中空構造が形成されます。

結合強度を確保するには、焼結温度と保持時間を適切に一致させる必要がありますが、銅粉末粒子を溶かすことはできません。もちろん、実際の生産では、このプロセスは非常に成熟しており、コストは大幅に削減されており、毛細管構造の最もよく使用される形式です。

銅粉末焼結キャピラリーコア

銅粉の主な製造方法は電解法、水アトマイズ法、REDOX法などがあります。電解法で製造された銅粉は、樹枝状の微細な形状、高純度、表面よりも優れた成形性という特徴を持っていますが、点加水分解銅粉の製造はエネルギー消費量が多く、コストが高く、深刻な環境汚染を引き起こします。現在では、水アトマイズ法により製造された銅粉がより一般的に使用されています。現在、世界で一般的に使用されている水アトマイズ法＋REDOX法（現AOR法）で製造された銅粉は表面改質されており、その微視的形状は計画されたサンゴではなく、表面より発達していて成形性が良く、電解銅粉のルース密度が低い（通常1.5～3.0g/cm3）。また、水アトマイズ銅粉の流動性も良好で（一般的な流動性は35秒/50g未満）、プロセス性能が安定しているため、ほとんどの電解銅粉を置き換えることができます。

2. 溝構造

トレンチ構造の適用には長い歴史があります。図から、管壁は焼結銅管の滑らかな表面とは異なり、銅管の絞り方向に沿って円形の細かい溝があることがわかります。

ヒートパイプ内で毛細管力として作用するのはこれらの溝です。戻された液体は、ヒート パイプ内のこれらのチャネルを通って急速に伝導されます。

もちろん、溝を細かくすればするほど毛細管力は良くなるはずですが、材料の製造コストも高くなります。

ヒートパイプの製造コストの観点から見ると、このヒートパイプのプロセスは比較的単純であり、粉末を充填せずに製造されるプロセスが多く、製造コストは比較的低い。

溝付きキャピラリーコア構造

3、メタルメッシュ(メッシュ)

この構造も現在では非常に一般的です。

焼結粉末と同様に、ワイヤーメッシュも毛細管力を提供するように設計されています。この編組メッシュは、ワイヤ間に交差ラップがあり、細孔と毛細管力を形成し、重力に打ち勝って作動流体の迅速な輸送を実現します。

もちろん、その毛細管特性は焼結粉末毛細管コアほど良くはありません。

ワイヤーメッシュキャピラリーコア構造

銅線メッシュの毛細管構造として使用され、通常は公称仕様としてメッシュ数が使用され、一般的に100メッシュ、200メッシュ、300メッシュなどが使用されます。

4. 複雑な構造

上記の構造の長所と短所を考慮して、総合的に使用するための複合管構造も存在する。

銅粉+銅メッシュ、溝+銅メッシュなど。長距離の作動媒体輸送の場合、1 つまたは複数の金属編組ワイヤを粉末またはメッシュの表面に焼結して、戻り速度を高め、戻り流量を増やすこともできます。