阅读说明：本技术 一种吹胀式液冷换热器及其制备方法 (Roll-bond liquid cooling heat exchanger and preparation method thereof ) 是由 潘琴 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种吹胀式液冷换热器及其制备方法。本发明的吹胀式液冷换热器,所述吹胀式液冷换热器包括基板和形成在所述基板内的液体流道,所述液体流道的内表面形成有阻轧剂层,所述阻轧剂层包括氮化硼。本发明的吹胀式液冷换热器,液体流道的内表面设有阻轧剂层,所述阻轧剂层包括氮化硼,氮化硼具有抗化学侵蚀性质,且高温稳定性及耐热震性好,硬度高,将氮化硼用于阻轧剂层,能够防止液体介质对液冷换热器内表面的腐蚀,延长吹胀式液冷换热器的使用寿命。(The invention relates to an inflation type liquid cooling heat exchanger and a preparation method thereof. The roll-bond resistance layer is formed on the inner surface of the liquid flow channel, and the roll-bond resistance layer comprises boron nitride. According to the roll-up type liquid cooling heat exchanger, the inner surface of the liquid flow channel is provided with the rolling resistance agent layer, the rolling resistance agent layer comprises boron nitride, the boron nitride has chemical erosion resistance, high temperature stability and thermal shock resistance are good, hardness is high, the boron nitride is used for the rolling resistance agent layer, corrosion of a liquid medium to the inner surface of the liquid cooling heat exchanger can be prevented, and the service life of the roll-up type liquid cooling heat exchanger is prolonged.)

一种吹胀式液冷换热器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种换热器，具体涉及一种吹胀式液冷换热器及其制备方法。

背景技术

吹胀式液冷换热器为在一块铝板的特定位置印刷或涂覆阻轧剂，之后覆另一块铝板，后经轧制复合、吹胀形成空腔。轧制复合，是通过轧制使双层或多层金属板材结合为一体的工艺过程。阻轧剂，是防止双层金属板材通过轧制而结合的材料，例如常规的阻轧剂为石墨乳液。将阻轧剂涂覆或印刷在双层金属板材之间，可以使该双层金属板进行轧制复合时，涂覆或印刷有阻轧剂的区域不能轧制结合为一体，该区域的双层金属板仍然保持相互分离的双层结构，形成空腔(即液体流道)。吹胀式液冷换热器，其液体流道内的流动介质为冷却液，例如水、乙二醇等介质，容易造成液体流道内表面的腐蚀，进而腐蚀铝板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吹胀式液冷换热器，其液体流道的内表面设有氮化硼阻轧剂层，具有良好的耐腐蚀效果。

本发明的第二个目的在于提供一种上述吹胀式液冷换热器的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种吹胀式液冷换热器，包括基板和形成在所述基板内的液体流道，所述液体流道的内表面形成有阻轧剂层，所述阻轧剂层包括氮化硼。

所述液体流道内可以填充液体介质。所述液体介质为乙醇、乙二醇、水中的任意一种。

所述氮化硼为颗粒状，所述颗粒状氮化硼的直径为1～2μm。

所述阻轧剂层还包括氧化锌、氮化镁中的一种或两种。

所述阻轧剂层还包括二氧化硅。

所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：93～99％的氮化硼、0.3～5.7％的二氧化硅，其余为氧化锌、氮化镁中的一种或两种。

上述吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆或印刷至铝板表面，经加热处理后烘干，之后盖上另一块铝板升温至450～580℃并保温30～60min，轧制后退火形成基板，所述阻轧剂包括氮化硼乳液和水，还包括以下组分中的一种或几种：吸湿剂，防腐剂，固化剂，润滑剂，增稠剂，添加剂；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用气体吹胀使得基板胀起在基板内部形成液体流道；

3)采用氩弧焊对所述液体流道进行封口，之后在基板上钻进液口和出液口，即得。

步骤1)中的加热处理为加热至110～150℃并保温3～10min。

步骤2)中采用气体吹胀的压力为8～10MPa。

上述吹胀式液冷换热器的制备方法，还包括在封口之前向所述液体流道中先通入氨水清洗，再通入乙二醇溶液清洗，之后干燥。

所述氮化硼乳液中单体悬浮氮化硼颗粒的直径为1～2μm。所述氮化硼乳液中水的体积分数为60～80％。

上述氨水的质量分数为0.1～0.5％。上述通入氨水冲洗的时间为1～2min。

上述乙二醇溶液的质量分数为10～90％。上述通入乙二醇溶液清洗的时间为1～3min。

所述阻轧剂包括以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液60％～90％，吸湿剂1.0％～5.0％，防腐剂0.5％～2.0％，固化剂0.2％～1.0％，润滑剂3.0％～8.0％，增稠剂0.5％～5.0％，添加剂0～9.5％，余量为水。

所述固化剂为硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾钠中的任意一种或几种；所述防腐剂为氧化锌、氯化锌、硫酸锌、偏锌酸钠、氮化镁中的任意一种或几种。

所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的任意一种或几种；所述润滑剂为阿拉伯树胶、蜂胶、石蜡、矿物油中的任意一种或几种；所述添加剂为分散剂、消泡剂、防霉剂中的任一种或几种；所述吸湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的任意一种或几种。

所述分散剂为硬脂酰胺、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌中的任意一种或几种。

所述消泡剂为聚醚(即聚乙二醇醚)、高碳醇、聚硅氧烷(即硅油)中的任意一种或几种。所述高碳醇为十三醇或十四醇。

所述防霉剂为酚类化合物、纳米氧化锌、氨水中的任意一种或几种。所述酚类化合物为五氯苯酚。

本发明的吹胀式液冷换热器，液体流道的内表面设有阻轧剂层，所述阻轧剂层包括氮化硼，氮化硼具有抗化学侵蚀性质，且高温稳定性及耐热震性好，硬度高，将氮化硼用于阻轧剂层，能够防止液体流道内的液体介质对液冷换热器内表面的腐蚀，延长吹胀式液冷换热器的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1中的吹胀式液冷换热器的结构示意简图；

图2为实施例1中的吹胀式液冷换热器的铝管经盐雾试验后的形貌示意图；

图3为实验例中以石墨乳阻轧剂制得的吹胀式液冷换热器的铝管经盐雾试验后的形貌示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例吹胀式液冷换热器，如图1所示，包括基板1和形成在所述基板1内的液体流道2，所述液体流道2的内表面形成有阻轧剂层3，所述阻轧剂层3由以下质量百分数的组分组成：98％的氮化硼、0.6％的二氧化硅、1.4％的氧化锌，其中氮化硼为颗粒状，所述氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至120℃并保温5min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至500℃并保温50min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液70％，丙三醇3.0％，氧化锌1.0％，硅酸钠0.5％，阿拉伯树胶5.0％，甲基纤维素1.0％，去离子水10％，硬脂酰胺3.0％，聚醚4.0％，五氯苯酚2.5％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用8MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.1％的氨水冲洗1min，再通入质量分数为50％的乙二醇溶液清洗2min，之后烘干；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口即得。

实施例2

本实施例吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：97％的氮化硼、0.8％的氮化镁、0.4％氧化锌、1.8％的二氧化硅，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂印刷至铝板表面，加热至110℃并保温10min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至450℃并保温60min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液82％，丙三醇1.5％，氧化锌0.6％，硅酸钾钠1.0％，蜂胶4.5％，羟乙基纤维素1.5％，去离子水7％，氮化镁1.0％，硬脂酰胺0.9％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用10MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.5％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为10％的乙二醇溶液清洗3min，之后烘干；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在液体流道上钻进液口和出液口，即得。

实施例3

本实施例吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：93％的氮化硼、5.7％氧化锌、1.3％的二氧化硅，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至150℃并保温3min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至580℃并保温30min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液65％，丙二醇5.0％，氧化锌2％，偏硅酸钠1.0％，蜂胶胶5.8％，羧甲基纤维素5％，去离子水10％，氨水2％，十四醇2.2％，硬脂酸锌2％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用9MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.3％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为90％的乙二醇溶液清洗1min，之后烘干即得；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口即得。

实施例4

本实施例的吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：99％的氮化硼、0.7％氧化锌、0.3％的二氧化硅，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至130℃并保温3min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至550℃并保温40min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液90％，乙二醇1.0％，氧化锌0.6％，硅酸钾钠0.2％，石蜡3％，羟乙基纤维素0.5％，去离子水4.2％，硬脂酰胺0.5％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用10MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.2％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为60％的乙二醇溶液清洗1min，之后烘干即可；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口，即得。

实施例5

本实施例吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：99％的氮化硼、1％氧化锌，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至150℃并保温3min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至580℃并保温30min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液90％，乙二醇1.0％，硫酸锌0.5％，石蜡4％，羧甲基纤维素0.5％，去离子水4％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用9MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.3％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为90％的乙二醇溶液清洗1min，之后烘干即得；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口，即得。

实施例6

本实施例吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：97.6％的氮化硼、2.4％氮化镁，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至150℃并保温3min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至580℃并保温30min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液82％，丙二醇1.0％，氮化镁2％，蜂胶3％，羧甲基纤维素2％，去离子水10％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用9MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.3％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为90％的乙二醇溶液清洗1min，之后烘干即得；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口，即得。

实施例7

本实施例吹胀式液冷换热器，与实施例1的不同之处仅在于，所述阻轧剂层由以下质量百分数的组分组成：98.9％的氮化硼、1.1％二氧化硅，其中氮化硼为颗粒状，氮化硼颗粒的直径为1～2μm。上述阻轧剂层的组分及含量通过EDS能谱分析仪测得。

本实施例的吹胀式液冷换热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阻轧剂涂覆至铝板表面，加热至150℃并保温3min，烘干，之后在涂覆阻轧剂的铝板上盖上另外一块铝板，然后升温至580℃并保温30min，经轧制后退火形成基板；上述阻轧剂由以下质量百分数的组分组成：氮化硼乳液93％，乙二醇1.0％，偏硅酸钠1.0％，去离子水5％；

2)对步骤1)中的基板钻吹胀孔，之后采用9MPa的气体吹胀使得铝板胀起在基板内部形成液体流道；

3)向液体流道中先通入质量分数为0.3％的氨水冲洗2min，再通入质量分数为90％的乙二醇溶液清洗1min，之后烘干即得；

4)采用氩弧焊对液体流道进行封口，之后使用钻床在基板上钻进液口和出液口，即得。

实验例

对实施例1中吹胀式液冷换热器液体流道处对应的铝管(壁厚为1.2mm)进行盐雾试验，试验后铝管壁厚变为1.19mm，说明以实施例1中液体流道处对应的铝管内表面基本没有被腐蚀，其形貌如图2所示。采用其它实施例中的阻轧剂形成的液体流道处对应的铝管内表面也基本不受腐蚀，结果与实施例1基本相同。

将实施例1阻轧剂原料中的氮化硼乳液替换为石墨乳，制得石墨乳阻轧剂，然后采用与实施例1中相同的方法利用石墨乳阻轧剂制得液冷换热器，对该换热器液体流道处对应的铝管(厚度为1.2mm)进行盐雾试验，试验后铝管壁遭到严重腐蚀，如图3所示，管壁厚度变为0.29mm。

由上述对比可知，本发明的吹胀式液冷换热器，液体流道的内表面设有阻轧剂层，所述阻轧剂层包括氮化硼，氮化硼具有抗化学侵蚀性质，且高温稳定性及耐热震性好，硬度高，将氮化硼用于阻轧剂层，当液体流道内填充流体时能够防止液冷换热器内表面的腐蚀，延长吹胀式液冷换热器的使用寿命。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。