一種散熱用納米流體、制備方法及其應用與流程

本發明屬于電子設備冷卻技術領域，具體涉及一種散熱用納米流體，以及其制備方法，和用于光譜儀外殼散熱。

背景技術：

光譜儀是一種復雜的成像設備，集成了高速紅外成像組件、邁克爾遜干涉儀等多種精密電子設備及復雜的光學系統，導致其內部發熱量大，影響儀器正常工作。光譜儀的散熱需要盡可能少的占用內部空間，同時使熱源降溫均勻。

在外殼加裝降溫模塊是目前針對光譜儀效費比較高的散熱方式，傳統的散熱措施如電風扇，熱電模塊等效費比較低，難以應對光譜儀長時間開機操作的散熱需求，加快了光譜儀內部光學件、電子元器件的老化。

而目前新型降溫材料的研究開發進展緩慢，亟需一種散熱效率高，經濟廉價的降溫方式。

納米流體作為一種新型高效換熱工質展現出良好的換熱性能。

優質納米流體應同時滿足如下條件：高熱導率，低黏性，良好的穩定性和兼容性，且經濟廉價。

將裝填優質納米流體的散熱模塊用于光譜儀的散熱可以填補現有散熱方式的缺點。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的主要目的是提供一種用于光譜儀外殼散熱技術的cu/h2o納米流體，此納米流體沸點較高，平均傳熱系數和導熱系數也較高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種散熱用納米流體，它是由重量百分比為0.15—0.3%的納米顆粒、99.6—99.8%的基礎液體和0.05—0.1%的分散劑經超聲振動均勻混合而成；所述的納米顆粒為粒徑小于100nm的銅；所述的基礎液體由重量百分比為85%的蒸餾水和重量百分比為15%的甲苯充分混合而成；所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉。

所述的一種散熱用納米流體，其分散劑與納米顆粒的重量比≤2。

本發明的目的之二是提供一種cu/h2o納米流體的制備方法：先由重量百分比為85%的蒸餾水和15%的甲苯充分混合制得基礎液，將重量百分比0.15—0.3%的粒徑小于100nm的銅粒加入99.6—99.8%的基礎液體中，再加入0.05—0.1%的十二烷基硫酸鈉，保證分散劑的重量與納米顆粒的重量比≤2，經過1.5—2小時的超聲振動后形成均勻、穩定的納米流體。

本發明的目的之三是提供一種cu/h2o納米流體用于光譜儀的外殼散熱。

本發明的有益效果是：

1，本發明納米流體在常壓下的沸點高達130.5—133.2℃，可滿足光譜儀長時間開機散熱需要，有利于延長光譜儀內部光學件、電子元器件的使用壽命。

2，本發明納米流體傳熱效率高：平均傳熱系數比基礎液體提高19.6—65.8%，導熱系數比基礎液體提高6.5—15.3%。

3，本發明納米流體中的納米顆粒粒徑小，含量少，顆粒間的碰撞頻率低，有助于減小納米流體沉降速率，提高納米流體分散穩定性，可穩定維持20-30天。

4，本發明中的納米顆粒、基礎液體和分散劑的原料容易獲得、價格低廉，制作程序簡單且低成本，性價比優異，具有良好的應用前景和工業化生產潛力。

5，添加有甲苯的基礎溶液具有良好的防腐蝕性質。

6，與光譜儀散熱裝置配合使用時，沉降速率小，穩定性好，效費比高，能夠滿足光譜儀長時間開機的散熱要求。

附圖說明

圖1為本發明納米流體的沸點；

圖2為本發明納米流體在不同溫度下的導熱系數；

圖3為本納米流體在用于光譜儀散熱裝置中的平均傳熱系數；

圖4為本納米流體在用于光譜儀散熱裝置中工作時裝置的進出口壓強差。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參照圖1至圖3所示，本發明公開了一種散熱用納米流體，它是由重量百分比為0.15—0.3%的納米顆粒、99.6—99.8%的基礎液體和0.05—0.1%的分散劑經超聲振動均勻混合而成；所述的納米顆粒為粒徑小于100nm的銅；所述的基礎液體由重量百分比為85%的蒸餾水和重量百分比為15%的甲苯充分混合而成；所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉。其中分散劑與納米顆粒的重量比≤2。

本發明還公開了上述納米流體的制備方法，先由重量百分比為85%的蒸餾水和15%的甲苯充分混合制得基礎液，將重量百分比0.15—0.3%的粒徑小于100nm的銅粒加入99.6—99.8%的基礎液體中，再加入0.05—0.1%的十二烷基硫酸鈉，保證分散劑的重量與納米顆粒的重量比≤2，經過1.5—2小時的超聲振動后形成均勻、穩定的cu/h2o納米流體。

本發明還公開了上述納米流體的應用，用于光譜儀的外殼散熱，納米流體由流進散熱裝置的速度大于1m/s且小于5m/s。

實施例1：在常壓下，測量了重量百分比0.15—0.3%的銅納米流體沸點。如圖1所示，其沸點溫度可達130.5—133.2℃。

實施例2：測量了重量百分比0.15—0.3%的銅納米流體在不同溫度下的導熱系數。如圖2所示，在130℃時銅納米流體導熱系數最高，重量百分比為0.3%的納米流體的導熱系數比重量百分比0%的基礎液體提高了14.3%。

實施例3：當流量為0.9m³/min時，測量了重量百分比0.15—0.3%的銅納米流體在用于光譜儀的納米流體散熱裝置中的平均傳熱系數，如圖3所示，對于不同重量百分比的銅納米流體，其平均傳熱系數均高于重量百分比0%的基礎液體。納米流體的平均傳熱系數隨納米顆粒的重量百分比增加而增加。重量百分比為0.3%的納米流體的平均傳熱系數比重量百分比0%的基礎液體提高了56.7%。

實施例4：在常壓下，測量了重量百分比0.15—0.3%的銅納米流體在光譜儀散熱裝置中的進出口壓強差，如圖4所示，當流量為0.9m³/min時，重量百分比為0.3%的納米流體的進出口壓強差比重量百分比為0.25%和0.2%的納米流體增加了8%和16%，同時平均傳熱系數提高了21%和31%。光譜儀散熱裝置中的進出口壓強差能夠反映納米流體所受阻力的強弱。測量結果說明適當提高銅納米顆粒的重量百分比可在流體阻力增幅較小的情況下大幅改善銅納米流體的散熱能力。

當此納米流體和用于光譜儀的納米流體散熱裝置配合使用時，沉降速率小，穩定性好，效費比高，能夠滿足光譜儀長時間開機的散熱要求

實驗結果表明，上述用于光譜儀外殼散熱技術的銅納米流體可以大幅度提高傳熱介質的導熱系數和在用于光譜儀的納米流體散熱裝置中的平均傳熱系數。

實例中列舉的用于光譜儀外殼散熱技術的銅納米流體，在其流動時通過熱傳導將光譜儀表面產生的熱量帶走，使光譜儀外殼表面溫度迅速降低。滿足光譜儀長時間開機的工況要求，提高了光譜儀內部光學件、電子元器件的使用壽命。

以上實例僅為清楚演示本發明而舉例，并非對本發明具體實施方案加以限定。設計及應用方可以在上述說明基礎上做出其他不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的設計經審和原則之內所引申出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造權利要求的保護范圍之中。