一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管及其制备方法

本发明涉及高温热管，尤其涉及一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管及其制备方法。

背景技术：

1、高温热管以液态金属为相变工质，具有工作温度高、传热量大、传热效率高等优点，在核能系统、高超音速飞行器热防护、熔盐堆能源转化系统等领域有广阔的应用前景。传统的高温热管吸液芯主要以丝网结构和沟槽结构为主。其中，丝网结构因制备工艺简单、丝网吸液芯渗透率较大等优点而被广泛研究。烧结吸液芯高温热管的制备鲜有报道，一方面是受烧结设备的限制，难以对大长径比的高温热管一体化烧结；另一方面，则是大长径比烧结吸液芯制备过程中存在芯棒拔模困难，引入的脱模剂会污染纯度较高的液态金属工质等问题。因此，研究一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管及其制备方法，以解决现有技术中大长径比的高温热管难以一体化烧结以及芯棒拔模困难的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，包括管壳、端盖、多孔吸液芯、丝网干道和液态金属工质；所述多孔吸液芯、管壳和丝网干道一体烧结成型。

4、作为优选，所述端盖位于管壳的两端；所述多孔吸液芯附着在管壳的内壁上。

5、作为优选，所述多孔吸液芯的孔隙率为40～80％。

6、作为优选，所述丝网干道中丝网的孔径为200～800目，丝网的层数为2～4层。

7、作为优选，所述丝网干道位于多孔吸液芯内部。

8、本发明还提供一种上述所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，包括如下步骤：

9、(1)将丝网缠绕于金属棒上并固定，制得丝网干道模具；

10、(2)将磁吸套筒间隔套入管壳外壁，然后将丝网干道模具置于管壳内，在磁力作用下贴附于管壳内壁上；

11、(3)将芯棒置于拉簧内，制得芯棒模具，然后将芯棒模具置于管壳中央，将金属粉末装入管壳和拉簧的间隙，之后进行烧结；

12、(4)烧结完成后拉出拉簧，然后在管壳两端焊接端盖，最后充装液态金属工质，得到大长径比干道式烧结吸液芯高温热管。

13、作为优选，所述步骤(1)中，金属棒的直径为0.5～3mm。

14、作为优选，所述步骤(2)中，磁吸套筒具有定位孔和磁体嵌入孔，其中定位孔用于放置定位棒，磁体嵌入孔用于放置磁体；所述磁体能够将丝网干道模具磁吸在管壳内壁上，并且磁体和丝网干道模具的位置一一对应。

15、作为优选，所述步骤(3)中，拉簧的底部塞入堵头；将芯棒模具放置于管壳中央，管壳的顶部塞入堵头，堵头上设置有通孔。

16、作为优选，所述步骤(4)中，烧结的温度为1150～1200℃，烧结的时间为1～3h。

17、本发明的有益效果：

18、(1)本发明的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，多孔吸液芯、管壳和丝网干道一体烧结成型，多孔烧结吸液芯具有接触热阻小、孔径和孔隙率可调控、毛细力大、换热面积大等优点，丝网干道具有高渗透性，两者结合能够显著提升高温热管的传热效率和传热距离。

19、(2)采用本发明的制备方法制备大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，中间的芯棒易于拔模，不引入污染吸液芯的脱模剂等杂质，解决了高温热管拔膜困难的问题，技术方案简洁，操作简单，可行性高，能够用于干道式吸液芯高温热管的规范化和批量化生产。

技术特征：

1.一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，其特征在于，包括管壳、端盖、多孔吸液芯、丝网干道和液态金属工质；所述多孔吸液芯、管壳和丝网干道一体烧结成型。

2.根据权利要求1所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，其特征在于，所述端盖位于管壳的两端；所述多孔吸液芯附着在管壳的内壁上。

3.根据权利要求1或2所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，其特征在于，所述多孔吸液芯的孔隙率为40～80％。

4.根据权利要求3所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，其特征在于，所述丝网干道中丝网的孔径为200～800目，丝网的层数为2～4层。

5.根据权利要求1或2或4所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管，其特征在于，所述丝网干道位于多孔吸液芯内部。

6.权利要求1～5任意一项所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，金属棒的直径为0.5～3mm。

8.根据权利要求6或7所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，磁吸套筒具有定位孔和磁体嵌入孔，其中定位孔用于放置定位棒，磁体嵌入孔用于放置磁体；所述磁体能够将丝网干道模具磁吸在管壳内壁上，并且磁体和丝网干道模具的位置一一对应。

9.根据权利要求8所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，拉簧的底部塞入堵头；将芯棒模具置于管壳中央，管壳的顶部塞入堵头，堵头上设置有通孔。

10.根据权利要求9所述的大长径比干道式烧结吸液芯高温热管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，烧结的温度为1150～1200℃，烧结的时间为1～3h。

技术总结
本发明提供了一种大长径比干道式烧结吸液芯高温热管及其制备方法，属于高温热管技术领域。本发明的高温热管包括管壳、端盖、多孔吸液芯、丝网干道和液态金属工质；所述多孔吸液芯、管壳和丝网干道一体烧结成型。本发明将多孔吸液芯、管壳和丝网干道一体烧结成型，能够减小接触热阻，并且多孔吸液芯具有高毛细力以及大的换热面积，丝网干道具有高渗透性，能够显著提升高温热管的传热效率和传热距离。采用本发明的制备方法制备大长径比干道式烧结吸液芯高温热管时，中间的芯棒易于拔模，不引入污染吸液芯的脱模剂等杂质，解决了高温热管拔膜困难的问题，能够用于大长径比干道式吸液芯高温热管的规范化和批量化生产。

技术研发人员：连利仙,唐海,刘颖
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27