导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构及成形方法与流程

本发明涉及高效热管理结构，特别是一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构及成形方法。

背景技术：

1、以导弹、空间飞行器为代表的新一代武器装备，其发展具有轻质化、集成化、高功率密度的趋势，在相同空间体积下，功率密度呈现出数量级提升，如何实现空间、重量受限的条件下系统高效热控已经成为制约多个领域武器装备研制的瓶颈，亟需要发展一种新的研发模式，打破传统材料与制造模式下的功能局限，这对突破当前装备研制瓶颈，推动性能跨越式提升具有重大工程意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明实施例提供一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构及成形方法。

2、第一方面，本发明实施例提供一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，包括：(1)外壁壳体、(2)热源凸台以及(3)导热增强微构型，所述热管理结构为平板结构，

3、所述热源凸台(2)内部填充所述导热增强微构型(3)；所述外壁壳体(1)用于形成封闭空间，在其内部填充导热增强微构型(3)，并通过内壁相连，剩余封闭空间，用于填充相变控温材料；所述热源凸台(2)位于外壁壳体(1)外部，与发热器件相连；所述导热增强微构型(3)位于外壁壳体(1)内部，并通过悬空杆颈与外壁壳体(1)内壁相连接；

4、所述导热增强微构型(3)采用导热增强材料，导热增强材料具有良好的激光选区熔化成形工艺适应性；热源凸台(2)用于将热量从发热器件传导到外壁壳体(1)。

5、在一些实施例中，所述热管理结构为储热冷板。

6、在一些实施例中，所述导热增强微构型为bcc体心立方点阵晶胞面体。

7、第二方面，本发明实施例还提供一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，用于形成第一方面所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，包括：

8、确定导热增强材料为alsi5mg铝合金；

9、通过激光选区熔化成形工艺对所述导热增强材料进行一体化制造，形成包括外壁壳体、热源凸台以及导热增强微构型的热管理结构。

10、在一些实施例中，所述alsi5mg铝合金具体成分为4.5～5.0wt％的si；0.45～0.70wt％的mg；≤0.55wt％的fe；≤0.45wt％的mn，余量为al。

11、在一些实施例中，激光选区熔化成形工艺，具体制造工艺参数为激光功率为330～350w、激光扫描速度为1000～1200mm/s、激光扫描光斑间距为0.15mm～0.17mm。

12、在一些实施例中，激光选区熔化成形工艺过程中，通过层与层连续叠加，最终成形热管理结构。

13、在一些实施例中，激光选区熔化成形工艺过程中，激光增材制造成形的层高为0.03mm～0.06mm。

14、在一些实施例中，所述热管理结构在制造完成后采用固溶热处理和时效热处理进行后处理。

15、在一些实施例中，固溶热处理和时效热处理工艺采用535℃～540℃，保温时间为1h，水冷，+160℃，保温12h，空冷至室温。

16、本发明中的热管理结构解决了新一代武器装备在空间、体积、重量受限的条件下高效热管理难题。本发明中热源凸台内部填充所述导热增强微构型，导热增强微构型采用导热增强材料，导热增强材料具有良好的激光选区熔化成形工艺适应性，利用增材制造精准成形的技术优势，可对热管理结构进行跨尺度轻量化设计以及与热源的随形设计，实现结构的轻量化、热控等关键性能/功能大幅度提升，另一方面，利用微构型可快速传热的特性，大幅提升热管理结构的控温能力与均温性。

技术特征：

1.一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，其特征在于，包括：外壁壳体(1)、热源凸台(2)以及导热增强微构型(3)，所述热管理结构为平板结构，

2.根据权利要求1所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，其特征在于，所述热管理结构为储热冷板。

3.根据权利要求1所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，其特征在于，所述导热增强微构型为bcc体心立方点阵晶胞面体。

4.一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，用于形成所述权利要求1-3任意一项所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构，包括：

5.根据权利要求4所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，

9.根据权利要求4所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，所述热管理结构在制造完成后采用固溶热处理和时效热处理进行后处理。

10.根据权利要求9所述的导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构的成形方法，其特征在于，固溶热处理和时效热处理工艺采用535℃～540℃，保温时间为1h，水冷，+160℃，保温12h，空冷至室温。

技术总结本发明提供一种导热增强材料与微构型综合应用的热管理结构及成形方法，所述热管理结构包括：(1)外壁壳体、(2)热源凸台以及(3)导热增强微构型，热源凸台(2)位于外壁壳体(1)外部，与发热器件相连；所述导热增强微构型(3)位于外壁壳体(1)内部，并通过悬空杆颈与外壁壳体(1)内壁相连接；所述导热增强微构型(3)采用导热增强材料，导热增强材料具有良好的激光选区熔化成形工艺适应性；热源凸台(2)用于将热量从发热器件传导到外壁壳体(1)。可对热管理结构进行跨尺度轻量化设计以及与热源的随形设计，实现结构的轻量化、热控等关键性能/功能大幅度提升，大幅提升热管理结构的控温能力与均温性。技术研发人员：明宪良受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/11