[发明专利]纳米流体超导散热器及其工作方法

说明书

（一）技术领域：

本发明涉及一种LED散热器及其工作方法，尤其是一种纳米流体超导散热器及其工作方法。

（二）背景技术：

铝合金价格便宜，质量比较轻，因此，初期LED散热器基本是采用铝合金制成，但是功率越大，产热越大。依靠增加铝翅片数目，增加散热面积，不仅增加成本、体积、重量，而且难以解决大功率LED散热问题。

（三）发明内容：

本发明的目的在于提供一种纳米流体超导散热器及其工作方法，它能够解决大功率LED的导热慢，温度高、体积大、重量大的问题，本发明利用纳米流体复合相变快速热传导技术，解决导热、散热两方面问题，达到降低LED温度的目的。

本发明的技术方案：一种纳米流体超导散热器，其特征在于其特征在于它由真空腔体和置于真空腔体内的纳米流体超导介质构成；所述真空腔体由腔体、底部盖板及顶部盖板构成；所述腔体的两端分别与底部盖板和顶部盖板呈密封连接；所述腔体的外壁上连接散热翅片；所述真空腔体上有超导介质抽真空接口。

所述腔体、底部盖板及顶部盖板通过螺丝杆和固定螺母连接。

所述螺丝杆插于固定孔中。

所述腔体分为上下两部分，两部分间通过对焊板连接。

所述底部盖板上安装集成LED光源及LED透镜。

所述腔体的内壁上有密齿槽，密齿槽的深度为0.2-0.25mm，间距为0.1-0.15m。

所述纳米流体超导介质在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体超导介质充满于腔体密齿槽内，在真空腔体为汽化纳米流体超导介质和纳米流体超导介质。

所述真空腔体内的大气压为1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa。

所述腔体的外壁上安装外接外接铝翅片。

所述腔体的截面呈圆形或方形。

所述纳米流体超导介质为将纳米级颗粒和分散剂按比例同时放入高纯度工质中，采用纯的盐酸或氢氧化钠做pH 调节剂，然后进行超声振动，使纳米颗粒均匀稳定的分散在工质中。

所述纳米流体超导介质为按体积比将1-3%纳米级铜颗粒和0.5-1%分散剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS ,化学纯,阴离子型)同时放入高纯度蒸馏水中，采用纯的盐酸或氢氧化钠调节pH 在8.5-9之间，然后进行超声振动2小时制备而成；所述纳米级铜颗粒为90-100纳米铜颗粒。

所述纳米流体超导介质为按体积比将3-5%纳米级碳化硅颗粒和1-2%分散剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS ,化学纯,阴离子型)同时放入高纯度蒸馏水中，采用纯的盐酸或氢氧化钠调节pH 在8.5-9之间，然后进行超声振动2小时制备而成；所述纳米级碳化硅颗粒为20-30纳米碳化硅颗粒。

所述纳米级颗粒通过气相沉积法、化学还原法、机械球磨法或其它方法制备。

一种纳米流体超导散热器的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）通过超导介质抽真空接口对真空腔体抽真空，使真空腔体的大气压在1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa的负压；

（2）通过超导介质抽真空接口对真空腔体注入中适量的纳米流体超导介质，使腔体内表面的吸液芯密齿槽中充满纳米流体超导介质；

（3）对超导介质抽真空接口加以密封，纳米流体工作时，流体处于气液两相状态，纳米流体在真空情况下的沸点低于LED的工作温度，散热器正常工作。

本发明的工作原理：由于真空腔体内真空环境，真空腔体内的纳米流体超导介质的沸点会比常压下低很多，更易挥发。LED光源将热量传递给真空腔体后，温度上升纳米流体超导介质受热，汽化膨胀，吸收热量，储存潜能。纳米流体膨胀后形成压力差，纳米流体超导介质在压力差的作用下流向腔体顶部，纳米流体超导介质在腔体顶部遇冷，液化，同时放出的热量，释放潜能。真空腔体上端吸收纳米流体超导介质放出的热量，腔体上部热量上升，通过腔体外侧散热翅片以对流、传导方式将热量传递到空气中，实现快速降低LED温度的目的。真空腔体内表面采用密齿槽结构，液体通过密齿槽的槽道形成回流。液化的纳米流体超导介质在重力的作用下，沿沟槽回流到腔体底部。

增加外接铝翅片数目、尺寸，增加散热面积，提高额定功率。