阅读说明：本技术 热管及其制备方法和电子设备 (Heat pipe, preparation method thereof and electronic equipment ) 是由 王雪锋 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种热管及热管的制备方法,一种热管,包括壳体、设置在壳体的内腔中的半透膜以及容置在内腔中的溶液介质,壳体包括蒸发端和冷凝端,半透膜将所述内腔分隔为第一腔室和第二腔室,第一腔室对应蒸发端,第二腔室对应冷凝端；蒸发端能够吸收热量使得第一腔室内的溶液介质受热蒸发产生气体,气体能够渗透半透膜进入第二腔室,并在第二腔室内液化而溶于第二腔室内的溶液介质并释放热量,使得第二腔室内的溶液介质的浓度小于第一腔室内的溶液介质的浓度,从而使第二腔室内的溶液介质中的溶剂经过半透膜回流到第一腔室。半透膜的制备方法简单,成本较低,且半透膜的设置使得热管的结构较为简单,降低了热管的加工难度和加工成本。(The application relates to a heat pipe and a preparation method thereof, wherein the heat pipe comprises a shell, a semipermeable membrane arranged in an inner cavity of the shell and a solution medium accommodated in the inner cavity, the shell comprises an evaporation end and a condensation end, the inner cavity is divided into a first cavity and a second cavity by the semipermeable membrane, the first cavity corresponds to the evaporation end, and the second cavity corresponds to the condensation end; the evaporation end can absorb heat to enable the solution medium in the first cavity to be heated and evaporated to generate gas, the gas can penetrate through the semipermeable membrane to enter the second cavity, the gas is liquefied in the second cavity and dissolved in the solution medium in the second cavity and releases heat, the concentration of the solution medium in the second cavity is smaller than that of the solution medium in the first cavity, and therefore the solvent in the solution medium in the second cavity flows back to the first cavity through the semipermeable membrane. The preparation method of the semipermeable membrane is simple, the cost is low, the structure of the heat pipe is simple due to the arrangement of the semipermeable membrane, and the processing difficulty and the processing cost of the heat pipe are reduced.)

热管及其制备方法和电子设备

技术领域

本申请涉及热管技术领域，特别涉及一种热管及其制备方法和电子设备。

背景技术

传统的热管内部设有毛细结构，液体的回流主要是通过毛细结构通过毛细作用实现，毛细结构主要是铜粉或者金属编织网，需通过高温烧结固定在热管内部，工艺复杂，成本较大。

发明内容

本申请的第一方面，一实施例提供一种热管，以解决上述热管的结构复杂、成本较大的技术问题。

一种热管，包括壳体、设置在所述壳体的内腔中的半透膜以及容置在所述内腔中的溶液介质，所述壳体包括蒸发端和冷凝端，所述半透膜将所述内腔分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室对应所述蒸发端，所述第二腔室对应所述冷凝端；

所述蒸发端能够吸收热量使得所述第一腔室内的溶液介质受热蒸发产生气体，所述气体能够渗透所述半透膜进入所述第二腔室，并在所述第二腔室内液化而溶于所述第二腔室内的溶液介质并释放热量，使得所述第二腔室内的溶液介质的浓度小于所述第一腔室内的溶液介质的浓度，从而使所述第二腔室内的溶液介质中的溶剂经过所述半透膜回流到所述第一腔室。

上述热管，壳体的内腔设有半透膜，半透膜将内腔分隔包括第一腔室和第二腔室；热管包括蒸发端和冷凝端，环境热量能够从蒸发端传递至冷凝端并在冷凝端释放，实现热量的快速转移和溶液介质的溶剂的快速回流。半透膜的制备方法简单，成本较低，且半透膜的设置使得热管的结构较为简单，降低了热管的加工难度和加工成本。

在其中一个实施例中，所述半透膜垂直于所述热管的长度方向，使得所述第一腔室和所述第二腔室排列于所述热管的长度方向。

在其中一个实施例中，所述半透膜垂直于所述热管的厚度方向，使得所述第一腔室和所述第二腔室排列于所述热管的厚度方向。

在其中一个实施例中，包括固定于所述壳体内腔的支撑部，所述半透膜贴合于所述支撑部，所述第一腔室内的溶液介质的溶剂或所述第二腔室内的溶液介质的溶剂能够穿过所述支撑部。

在其中一个实施例中，所述支撑部开设有通孔，或所述支撑部为网状结构。

在其中一个实施例中，所述壳体的材质为金属材料或高分子材料；所述壳体的壁厚为0.1mm～0.12mm。

本申请的第二方面，一实施例提供一种热管的制备方法，以解决上述热管的制备工艺复杂、成本较大的技术问题。

一种热管的制备方法，包括如下步骤：

提供壳体，所述壳体设有内腔；

在所述内腔内注入溶液介质；

提供半透膜；及

将所述半透膜固定于所述壳体的内腔，使得所述内腔被分隔为第一腔室和第二腔室；

所述壳体包括蒸发端和冷凝端，所述第一腔室对应所述蒸发端，所述第二腔室对应所述冷凝端；所述蒸发端能够吸收热量使得所述第一腔室内的溶液介质受热蒸发产生气体，所述气体能够渗透所述半透膜进入所述第二腔室，并在所述第二腔室内液化而溶于所述第二腔室内的溶液介质并释放热量，使得所述第二腔室内的溶液介质的浓度小于所述第一腔室内的溶液介质的浓度，从而使所述第二腔室内的溶液介质中的溶剂经过所述半透膜回流到所述第一腔室。

上述热管的制备方法，将半透膜固定于壳体的内腔，半透膜将壳体的内腔分隔为第一腔室和第二腔室，能够制得包括蒸发端和冷凝端的热管。环境热量能够从蒸发端转移至冷凝端，实现热量的快速转移和溶液介质的溶剂的快速回流。热管的制备方法较为简单，取消了传统的需要高温烧结形成毛细结构的工艺过程，使得工艺过程相对简单，降低加工难度，降低制作成本。且热管的壳体的材质的要求降低，壳体的材质具有更多选择，热管的壳体的形状具有更多可能性。

在其中一个实施例中，所述冷凝端为密封结构；所述蒸发端开设有开口，所述蒸发端包括盖体，所述盖体能够打开或闭合所述开口。

在其中一个实施例中，在所述提供半透膜的步骤之后，以及在所述将所述半透膜固定于所述壳体的内腔的步骤之前，还包括如下步骤：

提供支撑部，并将所述半透膜固定于所述支撑部。

在其中一个实施例中，所述将所述半透膜固定于所述壳体的内腔的步骤包括：

将所述支撑部通过粘接或焊接的方式固定于所述壳体的内腔，使得所述半透膜固定于所述壳体的内腔，并使所述溶液介质位于所述第二腔室内。

在其中一个实施例中，所述将所述半透膜固定于所述壳体的内腔的步骤之后，还包括如下步骤：

在所述第一腔室内注入溶液介质。

本申请的第三方面，一实施例提供一种电子设备，以解决上述热管的制备工艺复杂、成本较大的技术问题。

一种电子设备，包括电子元器件和所述的热管，所述蒸发端与所述电子元器件接触；所述电子元器件工作时能够产生热量，所述蒸发端能够吸收热量并将热量传递至所述冷凝端，所述冷凝端能够释放热量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为一实施例提供的电子设备的***图；

图1b为图1a所示电子设备的F部结构放大图；

图2a为一实施例提供的热管的主视图；

图2b为图2a所示热管的A-A部截面图，其中，第一腔室的气体渗透半透膜进入第二腔室；

图3为图2a所示热管的A-A部截面图，其中，第二腔室内的溶液介质的溶剂渗透半透膜进入第一腔室；

图4为一实施例提供的热管的制备方法流程图；

图5为另一实施例提供的热管的制备方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1a和图1b所示，在一实施例中，提供一种电子设备500。电子设备500包括显示屏组件510、中框520和电池盖530。显示屏组件510和电池盖530分别固定于中框520的两侧，并与中框520的部分结构一起形成电子设备500的外部结构。电子设备500内设有主板540和电子元器件560。可以理解的是，电子元器件560可以为电池或摄像头组件550或其它的电子元件，在此不做具体限定。电子元器件560可以固定于主板540，也可以固定于电子设备500内的任意部位，在此不做限定。电子元器件560在工作状态下能够产生热量。

如图1b所示，在一实施例中，电子设备500内设有热管10，热管10是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，包括蒸发端170和冷凝端180，蒸发端170能够吸收热量并将热量传递至冷凝端180，冷凝端180能够释放热量。热管10的蒸发端170与能够产生热量的电子元器件560接触，可以固定也可以不固定，冷凝端180远离能够产生热量的电子元器件560。电子元器件560工作时产生的热量能够被蒸发端170吸收并传递至冷凝端180，冷凝端180将热量释放至环境中，使得电子元器件560的热量能够较快的降温，避免温度过高影响电子元器件560的正常运转。

如图2a和图2b所示，在一实施例中，热管10包括壳体100和位于壳体100内部的半透膜130。壳体100开设有内腔101，壳体100为管状或长方体或其它多面体结构，壳体100的截面的外轮廓为圆形或方形或多边形。壳体100一端封闭另一端设有开口(图未示)，可以通过盖体(图未示)打开和闭合开口。在一实施例中，盖体为不可拆卸结构，可焊接密封开口。壳体100的材质为金属材料或高分子材料，比如纯铜或通镍合金等；壳体100的壁厚为0.1mm～0.12mm。可以理解的是，壳体的材质也可以为其它导热性能较好的材料，壳体100的壁厚根据所选择的材料的不同也可以为其它尺寸，仅需保证热管10的使用强度。

半透膜130固定在内腔101中并将内腔101分隔为第一腔室110和第二腔室120。第一腔室110和第二腔室120内均设有溶液介质，第一腔室110内的溶液介质和第二腔室120内的溶液介质之间通过半透膜130隔开。第一腔室110对应蒸发端170，第二腔室120对应冷凝端180。第一腔室110位于壳体100的可以打开和闭合内腔101的一端，即蒸发端170可以打开或闭合；第二腔室120位于壳体100的密封的一端，即冷凝端180为封闭结构。在一实施例中，第一腔室110内的溶液介质并没有充满第一腔室110的全部空间，第二腔室120内的溶液介质也并没有充满第二腔室120的全部空间。可以理解的是，第一腔室110内的溶液介质与第二腔室120内的溶液介质相同，即第一腔室110内的溶液介质的溶质、溶剂分别与第二腔室120内的溶液介质的溶质、溶剂相同，且第一腔室110内的溶液介质的浓度与第二腔室120内的溶液介质的浓度相同。在一实施中，第一腔室110内的溶液介质和第二腔室120内的溶液介质的溶剂为水或酒精等。在另一实施例中，第一腔室110内的溶液介质与第二腔室120内的溶液介质不同，表现为，第一腔室110内的溶液介质的溶质与第二腔室120内的溶液介质的溶质不同，但第一腔室110内的溶液介质和第二腔室120内的溶液介质的溶剂均为水或酒精等，且第一腔室110内的溶液介质的浓度与第二腔室120内的溶液介质的浓度相同。再一实施例中，第一腔室110内的溶液介质和第二腔室120内的溶液介质均为纯水。

如图2b和图3所示，蒸发端170吸收热量后，第一腔室110内的溶液介质受热蒸发产生气体，气体能够渗透半透膜130进入第二腔室120。因冷凝端180并没有从环境中吸收热量，所以冷凝端180的温度低于蒸发端170，气体在冷凝端180液化并溶于第二腔室120内的溶液介质内，使得第一腔室110内的溶液介质的浓度大于第二腔室120内的溶液介质的浓度，第一腔室110内的溶液介质的渗透压大于第二腔室120内的溶液介质的渗透压，第二腔室120内的溶液介质的溶剂能够渗透半透膜130进入第一腔室110并溶于第一腔室110内的溶液介质内，使得第一腔室110内的溶液介质的浓度降低，第二腔室120内的溶液介质的浓度升高，直至第一腔室110内的溶液介质的浓度和第二腔室120内的溶液介质的浓度相等，完成溶液介质的溶剂的回流。可以理解的是，气体在第二腔室120内液化后会释放热量，热量通过冷凝端180释放至环境中，完成蒸发端170从环境中吸收热量并将热量传递至冷凝端180，冷凝端180将热量释放至环境中的热量传递过程。

本申请的热管10，壳体100的内腔101设有半透膜130，将内腔101分为第一腔室110和第二腔室120，第一腔室110位于蒸发端170，第二腔室120位于冷凝端180，气体或溶剂能够渗透半透膜130。蒸发端170从环境中吸收热量后，第一腔室110内的溶液介质的溶剂吸热蒸发产生气体，使得蒸发端170所处的环境的温度降低。气体能够渗透半透膜130进入第二腔室120液化放热，并溶于第二腔室120内的溶液介质，使得第二腔室120的温度升高，热量通过冷凝端180传递至环境中，完成环境热量从蒸发端170至冷凝端180的传递，使得热管10具有传递环境热量的作用。第一腔室110内的溶液介质受热产生气体，第一腔室110内的溶液介质的浓度升高，气体透过半透膜130后液化并溶于第二腔室120内的溶液介质，第二腔室120内的溶液介质的浓度降低且低于第一腔室110内的溶液介质的浓度。第二腔室120内的溶液介质的溶剂渗透半透膜130进入第一腔室110，直至第一腔室110内的溶液介质的浓度和第二腔室120内的溶液介质的浓度恢复相等，完成液体的回流。通过第一腔室110内的溶液介质的溶剂在第一腔室110内进行气液两相转变时吸收热量，使得蒸发端能够吸热，通过气体在第二腔室120内的气液两相转变时释放热量，使得冷凝端180能够散热，从而实现热量的快速转移。

在一实施例中，半透膜130的数量可以为多个，使得内腔101被分隔后包括依次设置的第一腔室110、第二腔室120、第三腔室、第四腔室等，在此不做限定。第一腔室110和第二腔室120之间可以进行热量传递，第二腔室120和第三腔室之间可以进行热量传递，第三腔室和第四腔室之间可以进行热量传递。在非工作状态下即热管10的各处温度相等而不进行热量传递时，第一腔室110的第一腔室110内的溶液介质的浓度、第二腔室120的第二腔室120内的溶液介质的浓度、第三腔室内的溶液介质的浓度和第四腔室内的溶液介质的浓度相等。

在一实施例中，热管10为直线状结构，半透膜130垂直于热管10的长度方向，使得第一腔室110和第二腔室120排列于热管10的长度方向。可以理解的是，热管10的长度可以沿直线延伸，也可以沿曲线或折线等线段延伸。在一实施例中，半透膜130位于热管10的长度方向的中间位置，使得蒸发端170和冷凝端180的长度尺寸相同。在另一实施例中，半透膜130位于内腔101的靠近开口的位置处，即蒸发端170的长度尺寸小于冷凝端180的长度尺寸。使用热管10进行热量传递时，蒸发端170的长度尺寸较小，吸收环境热量后能够快速升温，较快的产生气体；冷凝端180的长度尺寸较大，具有较大的空间进行散热，散热速度较快，使得环境热量能够快速的从第一腔室110传递至第二腔室120。

在另一实施例中，热管10可以为L形结构、U形结构、C形结构、长方体结构、正方体结构或多面体结构等，在此不做限定。半透膜130同样可以垂直于热管10的长度方向。

再一实施例中，半透膜130垂直于热管10的厚度方向，使得第一腔室110和第二腔室120排列于热管10的厚度方向，及第一腔室110和第二腔室120在热管10的厚度方向上叠设。可以理解的是，热管10的厚度方向垂直于热管10的长度方向。热管10在使用时，沿热管10的厚度方向，热管10的一侧温度相对较高，热管10的另一侧温度相对较低，温度较高的一侧的热量能够通过热管10传递至温度较低的一侧并释放在环境中。

如图2b和图3所示，在一实施例中，热管10包括固定于内腔101的支撑部140。支撑部140通过双面胶或焊接的方式固定在内腔101。半透膜130贴合固定于支撑部140，支撑部140的形状和尺寸与半透膜130的形状和尺寸相同。支撑部140位于半透膜130的朝向第一腔室110的一侧或位于半透膜130的朝向第二腔室120的一侧。在一实施中，支撑部140开设有通孔(图未示)，使得半透膜130的部分结构同时暴露于第一腔室110和第二腔室120，使得第一腔室110内的溶液介质的溶剂被蒸发产生的气体能够穿过通孔并渗透半透膜130进入第二腔室120；或者第二腔室120内的溶液介质的溶剂能够穿过通孔并渗透半透膜130进入第一腔室110。在另一实施例中，支撑部140为网状结构，使得半透膜130的部分结构同时暴露于第一腔室110和第二腔室120，同样能够使得第一腔室110内的溶液介质的溶剂受热蒸发产生的气体能够穿过支撑部140并渗透半透膜130进入第二腔室120，且第二腔室120内的溶液介质的溶剂能够渗透半透膜130进入第一腔室110。支撑部140对半透膜130具有支撑作用，且通过支撑部140固定于壳体的内腔101来实现半透膜130在内腔101中的固定，且支撑部140不会影响气体、第二腔室120内的溶液介质的溶剂通过半透膜130的渗透作用。

如图4所示，在一实施例中，提供一种热管10的制备方法，包括如下步骤：

提供壳体，壳体设有内腔101；

在内腔101内注入溶液介质；

提供半透膜130；及

将半透膜130固定于壳体的内腔101，使得内腔101被分隔为包括第一腔室110和第二腔室120；

壳体100包括蒸发端170和冷凝端180，第一腔室110对应蒸发端170，第二腔室120对应冷凝端180；蒸发端170能够吸收热量并将热量转移至冷凝端180，冷凝端180能够释放热量。具体的，蒸发端170能够吸收热量使得第一腔室110内的溶液介质受热蒸发产生气体，气体能够渗透半透膜130进入第二腔室120，并在第二腔室120内液化而溶于第二腔室120内的溶液介质并释放热量，使得第二腔室120内的溶液介质的浓度小于第一腔室110内的溶液介质的浓度，从而使第二腔室120内的溶液介质中的溶剂经过半透膜130回流到第一腔室110。

在一实施例中，提供设有内腔101的壳体100，壳体100的材质为金属材料或高分子材料；壳体100的壁厚为0.1mm～0.12mm。可以理解的是，壳体100的材质也可以为其它导热性能较好的材料，壳体100的壁厚根据所选择的材料的不同也可以为其它尺寸，仅需保证热管10的使用强度。壳体100的一端为密封结构，壳体100的另一端设有开口(图未示)，开口上设有盖体(图未示)，盖体能够打开或闭合内腔101，或者盖体直接焊接在开口处，不可拆卸。可以理解的是，冷凝端180为密封结构，蒸发端170位于开设有开口的一端。

如图5所示，在一实施例中，在提供壳体100的步骤之后，以及提供半透膜130的步骤之前，包括如下步骤：在内腔101注入溶液介质。具体的，通过壳体100的开口采用引流管注入溶液介质，然后将壳体100竖直放置，使得溶液介质位于内腔101的远离开口的一端。

如图5所示，在一实施例中，在提供半透膜130的步骤之后，以及在将半透膜130固定于壳体100的步骤之前，还包括如下步骤：提供支撑部140，并将半透膜130固定于支撑部140。具体的，支撑部140上开设有通孔或支撑部140为网状结构。将半透膜130通过粘接固定或机械固定贴合于支撑部140上。支撑部140的形状与尺寸与半透膜130的形状和尺寸相同，或者半透膜130的尺寸略小于支撑部140的尺寸，但需保证半透膜130能够覆盖支撑部140的通孔或网孔。

如图5所示，在一实施例中，将半透膜130固定于内腔101的步骤包括：将支撑部140通过粘接或焊接的方式固定于壳体100，使得半透膜130固定于内腔101，并使位于内腔101内的溶液介质一直位于第二腔室120内。具体的，将设有半透膜130的支撑部140的边缘处贴双面胶，并将支撑部140通过导杆送入内腔101，并保证该过程中双面胶不会与壳体100接触，避免阻碍支撑部140的移动。可以理解的是，双面胶可以固定于支撑部140的部分边缘，支撑部140在内腔101中移动时为倾斜设置，使得设有双面胶的位置处不会与壳体100接触。支撑部140到达壳体的内腔101的设定位置后，将支撑部140竖直放置，使得双面胶粘贴于壳体100。支撑部140可以垂直于壳体的长度方向，也可以稍微倾斜设置，在此不做限定。

在另一实施例中，壳体100和支撑部140的材质均为金属，将支撑部140通过导杆送入内腔101且到达设定位置后，将支撑部140竖直设置，并通过焊接方式将支撑部140的边缘与壳体100固定在一起，避免支撑部140移动。支撑部140安装于内腔101的过程中，壳体为竖直或接近与竖直放置，避免内腔101内的溶液介质流出内腔101，或避免溶液介质影响支撑部140的安装固定。支撑部140固定于内腔101后，半透膜130将内腔101分隔为第一腔室110和第二腔室120，半透膜130与开口之间的内腔101为第一腔室110，半透膜130与壳体100的背向开口的一端之间的内腔101为第二腔室120，溶液介质位于第二腔室120。可以理解的是，溶液介质不会充满第二腔室120，气体进入第二腔室120内并液化时没有容置空间。

如图5所示，在一实施例中，将半透膜130固定于内腔101的步骤之后，还包括如下步骤：在内腔101注入溶液介质，溶液介质位于第一腔室110内。具体的，通过开口并采用引流管向第一腔室110内注入溶液介质，溶液介质不会充满第一腔室110，避免第一腔室110内的溶液介质受热产生的气体没有容置空间。之后将内腔101进行抽真空，使得内腔101内形成负压，在温度较低的情况下第一腔室110内的溶液介质的溶剂即可蒸发，比如40℃或50℃时即可蒸发产生气体，便于在较低温度下即可进行热量传递。然后将壳体的开口采用盖板密封，密封方式可以为焊接或粘接等，制得热管10。可以理解的是，将内腔101抽真空后，针对材质为金属的壳体100，可避免发生壳体100被氧化而影响散热的情况。

本申请的热管10的制备方法，将溶液介质注入内腔101中，将半透膜130固定于支撑部140，将支撑部140通过双面胶或焊接的方式固定于内腔101，半透膜130将内腔101分隔为第一腔室110和第二腔室120，溶液介质位于第二腔室120内。然后将溶液介质注入第一腔室110内，并将开口采用盖板密封，制得热管10。其中，第一腔室110位于蒸发端170；第二腔室120位于冷凝端180。蒸发端170能够吸收热量并将热量传递至冷凝端180，冷凝端180能够释放热量。本申请的热管10的制备方法较为简单，通过设置半透膜130，可实现环境热量从热管10的一端向另一端的转移，取消了传统的需要高温烧结形成毛细结构的工艺过程，使得工艺过程相对简单。半透膜130通过支撑部140固定于内腔101中，降低加工难度，降低制作成本。热管10的壳体100的材质的要求降低，壳体100的材质具有更多选择，热管10的壳体100的形状具有更多可能性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。