一种氢气还原的不锈钢铬铜合金的制备方法和应用与流程



1.本技术涉及不锈钢均热板技术领域,具体涉及一种氢气还原的不锈钢铬 合金的制备方法和应用。
技术背景
2.随着电子设备的高集成化,必然会产生电子产品在小空间内的散热问题, 而均热板成为电子产品散热的热门选择。目前,均热板基本都是由铜或者铜合 金,但是这些材料制备得到的均热板硬度较低,且厚度很难小于0.25mm。但随 着手机等电子产品向超薄化方向发展,需要有更薄厚度的均热板来满足需求。 并且铜或铜合金由于耐腐性较差,使得均热板在使用一段时间后会发生氧化, 导致铜或铜合金进一步腐蚀,最终导致均热板液体泄露,电子产品报废等。
3.而不锈钢与铜相比,不仅硬度高、强度好、耐蚀性强,还具有明显的成 本优势。但不锈钢材料与均热板内的工质水会产生析氢反应,导致产生不凝气 体,从而引起均热板内部的真空度明显降低,导致均热板失效。传统解决不锈 钢与水相容性的方法包括电镀铜或铜合金、表面钝化处理等。由于不锈钢的可 镀性较差,采用电镀的工艺容易产生镀层脱落等问题;表面钝化形成的钝化膜 难以承受后续焊接高温的影响。


技术实现要素:



4.针对上述存在的技术局限性,本技术提出了一种氢气还原的不锈钢铬铜 合金的制备方法和应用;通过氢气氛围,首先使得不锈钢表面和铬铜合金粉中 铬、铜原料表面的氧化膜均去除,使其金属进行裸露,方便后续进行金属的渗 入;当温度达到合金温度时,氢气首先与氯化铬反应,生成氯化氢和活性铬离 子,该氯化氢也能够对于不锈钢表面进行清洁;活性铬离子的生成可以促进合 金粉中铬、铜的活性,提高铬、铜渗入的速度和量,生成具有高耐腐蚀的合金 层,避免了与水、空气等发生反应造成的腐蚀等问题。
5.为实现上述目的,本技术采用了以下技术方案:
6.本技术的发明点是提供一种氢气还原的不锈钢铬铜合金的制备方法,包 括:将不锈钢基体材料与铬铜合金粉混合,在氢气气氛下进行合金,得到不锈 钢铬铜合金;所述铬铜合金粉包括氯化铬20~60份,铜8~40份,分散剂30~70 份。
7.可选地,所述分散剂包括氧化铝、氧化硅、氧化镁中的至少一种。
8.可选地,合金温度为850~980℃,合金时间不小于5小时。
9.可选地,所述不锈钢铬铜合金包括不锈钢基体层和铬铜合金层;所述铬 铜合金层中铬的质量含量≥30wt%。
10.可选地,所述铬铜合金层包括:铬30wt%~60wt%,铜10wt%~40wt%, 铁3wt%~45wt%,镍1wt%~10wt%,余量为微量元素。
11.可选地,所述铬铜合金层的厚度为0.1μm~20μm。
12.本技术的另一个发明点是,提供一种以上任一所述的制备方法得到的不 锈钢铬
铜合金在电子产品中的应用。
13.本技术的又一个发明点是,提供一种铬铜合金均热板,包括铬铜合金上 盖、铬铜合金下盖和毛细芯,所述铬铜合金上盖、铬铜合金下盖是不锈钢上盖、 不锈钢下盖根据以上任一所述制备方法得到。
14.可选地,所述铬铜合金上盖、铬铜合金下盖的制备方法包括:将合金粉 对所述不锈钢上盖、不锈钢下盖进行包埋,在氢气气氛下加热,得到铬铜合金 上盖、铬铜合金下盖;所述合金粉为以上任一所述制备方法中的铬铜合金粉; 所述加热的条件为以上任一所述制备方法中合金的条件。
15.可选地,将铬铜合金上盖、铬铜合金下盖和毛细芯进行合片、焊接、注 液、整形,得到所述铬铜合金均热板;所述整形的条件为:温度为880℃~1000℃ 之间,时间≥10分钟。
16.与现有技术相对比,本技术具有以下优点:
17.(1)本技术通过氢气氛围,首先使得不锈钢表面和铬铜合金粉中铬、铜 原料表面的氧化膜均去除,使其金属进行裸漏,方便后续进行金属的渗入;当 温度达到合金温度时,氢气首先与氯化铬反应,生成氯化氢和活性铬离子,该 氯化氢也能够对于不锈钢表面进行清洁;活性铬离子的生成可以促进合金粉中 铜的活性,提高铬、铜渗入的速度和量,生成具有高耐腐蚀的合金层,避免了 与水、空气等发生反应造成的腐蚀等问题。
18.(2)该合金层是铬和铜共渗形成的铬铜合金层,通过在不锈钢靠近表面 的区域进行渗入,使得合金材料成为不锈钢的一部分,与不锈钢基材构成一体 化结构,不存在镀层结合不好等界面问题;另外,通过铬、铜对于铁的锚定作 用,使得合金层中各金属原子形成金属间结构,合金层的致密性大大提高,从 而避免了水、空气等元素的渗入;同时,也通过较高含量的铬,可以形成连续 的合金层,进一步提高不锈钢合金的耐高温等性能;铜元素的加入,可以改善 不锈钢表面的亲水性和焊接性,在后续应用中具有较好的加工性能。
19.(3)本技术将上述制备方法应用到不锈钢均热板中,在原本不锈钢上盖 和下盖中制备得到铬铜合金层,由于该铬铜合金层具有较好的耐高温、耐腐蚀 等性能,能够避免不锈钢盖与均热板内的工质水的析氢反应,延长均热板的使 用寿命;由于合金层中含有铜元素,可以改善均热板上盖和下盖的亲水性,使 得均热板的均匀平稳散热,提高其散热效率;同时,毛细芯大多采用铜网,铜 元素可以提高上盖和下盖与毛细芯的相容性,避免连接处产生缝隙、降低均热 板使用寿命。
附图说明
20.图1为本技术试验例1铬铜共渗后的表面外观放大图;
21.图2为本技术对比例1提供的均热板的表面外观放大图。
具体实施方式
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面对本技术进行 进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述仅仅用以解释本技术,并不用于 限制本技术的范围。
23.除非另有定义,本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本技术 的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本技术的说明书中所使 用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本技术。本文中所 使用的原料和仪器均商购可
得,所涉及的表征手段均可参阅现有技术中的相关 描述,本文中不再赘述。
24.为了进一步了解本技术,下面结合最佳实施例对本技术作进一步的详细 说明。
25.实施例1
26.本实施例提供了一种氢气还原的不锈钢铬铜合金的制备方法,包括:将 不锈钢基体材料与铬铜合金粉混合,在氢气气氛下进行合金,得到不锈钢铬铜 合金;所述铬铜合金粉包括氯化铬20~60份,铜8~40份,分散剂30~70份。
27.其中,铜作为合金的元素,氯化铬作为催化剂以及铬的来源,用于生成 活性铬离子,促进铬、铜的渗入。
28.氯化铬可以为20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、 60份或任意两个数值之间的任意数值;铜可以为8份、10份、15份、20份、 25份、30份、35份、40份或任意两个数值之间的任意数值;分散剂可以为30 份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份或任意两个数值 之间的任意数值。
29.分散剂包括氧化铝、氧化硅、氧化镁中的至少一种。分散剂可以将氯化 铬粉和铜粉进行分散,避免其自身团聚,影响后续合金的效果。
30.铬铜合金粉的粒径优选小于50目,更优选80-200目。该粒径既可以保 证粉体能与不锈钢表面充分接触发生反应,又可以避免粒径过细粉体自身容易 发生烧结团聚,影响使用。
31.合金温度为850~980℃,合金时间不小于5小时。
32.该合金温度可以为850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃、910℃、 920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃或980℃。
33.该合金时间优选为5~12h,例如可以为5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h 或12h。
34.在该温度下,氢气可以将不锈钢表面的氧化膜进行还原反应,破除不锈 钢表面氧化膜形成的包裹,从而有利于后续金属的渗入;也能减少对于不锈钢 材料的前清理工艺,节省了成本;同时,还可以对于氯化铬粉和铜粉表面生成 的氧化膜进行还原,使得氯化铬和铜金属尽可能的裸漏;氢气可以和氯化铬反 应,生成氯化氢和活性铬,氯化氢也可以继续对于不锈钢进行表面的清洁,活 性铬可以和铜粉接触,促进铜的活化,活化的铬、铜离子可以快速渗入到不锈 钢基体中。
35.铬金属点阵类型为体心立方结构,其原子半径为0.1249nm。不锈钢的主 要成分为铁,铁在小于912℃时点阵类型为体心立方结构,其原子半径为0.1241 nm;铁在912℃~1394℃时点阵类型为面心立方结构,其原子半径为0.1288nm。
36.渗铬的过程在850℃~980℃条件下进行,在氢气气氛中,氯化铬与氢气 发生反应,生成氯化氢和活性铬,氯化氢高温条件下与待渗不锈钢表面的氧化 物快速反应,并随流动的氢气排出,此时活性铬很容易吸附到不锈钢表面,随 着保温时间的延长,与不锈钢发生扩散反应,从而在不锈钢表面形成高铬合金 层。同时,氢气条件下,铜粉得到充分的还原,但反应的初始阶段铜无法直接 渗入到不锈钢表面。首先发生铬的渗入,一定温度保温一定时间条件下,不锈 钢表面的铬趋于饱和,随着时间延长铬原子扩散进入不锈钢内部,而在原来铬 原子的位置形成了空位,此时铜填入到空位位置,从而发生铜的渗入。
37.渗铬结束后,降温过程中铁要发生面心立方结构向体心立方结构的转变, 此时体积会发生膨胀。由于此时铬原子、铜原子的“锚定”作用,限制了冷却 过程种的体积膨胀,最
终的渗层组织为均匀致密的组织,从而能够阻止水及水 蒸汽渗入到基体中与基体中的游离铁离子发生反应。同时铜元素的加入,可以 增加与毛细芯的相容性,由于目前的毛细心大多为铜网制备得到,下盖中含有 铜元素,可以较快的与毛细心融为一体,降低了可能存在的界面问题。
38.不锈钢铬铜合金包括不锈钢基体层和铬铜合金层;铬铜合金层中铬的质 量含量≥30%。
39.不锈钢中铬的含量一般都小于30%,铬含量小于30%时难以形成足够致 密的铬钝化膜,因此不能够有足够的保护效果;而本技术的不锈钢铬铜合金中, 在不锈钢表面有铬铜合金层,该合金层中铬的含量≥30%,是合金层中的主体 元素,从而可以避免铬元素之间断裂,从而形成足够致密连续的铬钝化膜,其 与不锈钢基体为一体化结构,不存在焊接和使用过程中表层脱落的风险;该铬 钝化膜不与水发生反应,能够解决不锈钢中铁镍离子与反应析氢的问题;且该 钝化膜在酸性或碱性环境中具有高强度的耐腐性,能够延长均热板的使用寿命; 另外,铬的渗入也可以提高均热板的耐高温性能,在后续的焊接或在电子设备 的使用中,均能维持原本的形态,不变形。
40.铬铜合金层中,铬的质量含量优选为30wt%~60wt%,例如可以为 30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%或任意两个数值 之间的任意数值。
41.铬铜合金层包括:铬30wt%~60wt%,铜10wt%~40wt%,铁 3wt%~45wt%,镍1wt%~10wt%,余量为微量元素。
42.微量金属元素包括钼、锰、钒、钛、铝、钴、钡中的任意一种。
43.微量元素的含量不大于5wt%,优选小于5wt%。
44.铬铜合金层的厚度为0.1μm~20μm,例如可以为0.1μm、0.2μm、0.3μm、 0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、 6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、 17μm、18μm、19μm、20μm或任意两个数值之间的任意数值。
45.厚度小于0.1微米,则很难形成完全连续的合金层,一旦合金层不连续, 不锈钢均铬铜合金在使用过程中会发生水与基体的反应,导致不锈钢铬铜合金 被腐蚀,影响该材料的性能,进一步影响其应用在电子器件时的寿命;厚度大 于20微米,一方面表面脆性会快速增加,导致整体材料韧性下降,另一方面, 合金层过厚会影响后续根据不同应用场景的加工性能。
[0046][0047]
实施例2
[0048]
本实施例提供了一种以上任一所述的制备方法得到的不锈钢铬铜合金在 电子产品中的应用,例如可以应用在均热板、热管中。
[0049]
本实施例还提供了一种铬铜合金均热板,包括铬铜合金上盖、铬铜合金 下盖和毛细芯,铬铜合金上盖、铬铜合金下盖是不锈钢上盖、不锈钢下盖根据 以上任一所述制备方法得到。
[0050]
毛细芯的材质包括不锈钢和/或铜。
[0051]
毛细芯的材质铜时,可以具体为铜或铜合金网、泡沫金属、铜粉烧结多 孔铜箔等多孔金属材料。上下盖合金层中均含有铜,可以提高毛细芯与下盖的 焊接润湿性。
[0052]
当毛细芯的材质为不锈钢时,也对不锈钢毛细芯进行合金处理,得到铬 铜合金毛
细芯;该铬铜合金毛细芯包括不锈钢基材和嵌入所述不锈钢基材的铬 铜合金。该铬铜合金毛细芯的制备方法同铬铜合金上盖、铬铜合金下盖的制备 方法。即对不锈钢材质的毛细芯也进行了合金化,从而与下盖具有相同的合金 层,当两者进行焊接时,会减少界面的不稳定性,更容易融为一体,减少缝隙, 避免漏液、降低密封性不好等问题,延长均热板的使用寿命。
[0053]
铬铜合金上盖、铬铜合金下盖的制备方法包括:将合金粉对所述不锈钢 上盖、不锈钢下盖进行包埋,在氢气气氛下加热,得到铬铜合金上盖、铬铜合 金下盖;所述合金粉为如上任一所述制备方法中的铬铜合金粉;所述加热的条 件为如上任一所述制备方法中合金的条件。
[0054]
也就是说,本实施例中的合金粉就是实施例1中的铬铜合金粉,实施例 1中对于铬铜合金粉的限定也同样适用于本实施例2中合金粉;本实施例的加 热就是实施例1中的合金,实施例1中对于合金条件的限定也同样适用于本实 施例2的加热。
[0055]
关于不锈钢上盖、不锈钢下盖和毛细芯的制备方法不做限定,可以是常 规方法或是市面上可购得的成品,本技术在此不做限定。
[0056]
由于不锈钢上盖和不锈钢下盖成分相同、尺寸相似,只是内部结构不同, 因此铬铜合金上盖和铬铜合金下盖的制备方法完全相同。
[0057]
将合金粉对所述不锈钢上盖、不锈钢下盖进行包埋,是指将不锈钢上盖、 不锈钢下盖所有的表面都覆盖上铬合金材料。
[0058]
进一步可以为分步合金,即先将不锈钢上盖、不锈钢下盖的一面或多面 覆盖有铬合金材料,进行合金化,之后再对不锈钢上盖、不锈钢下盖剩余的表 面覆盖有铬合金材料,进行合金化,最终得到铬铜合金上盖、铬铜合金下盖。 该分步合金可以为一步合金、两步合金或多步合金,可以根据具体的需求进行 分步合金。
[0059]
如果该合金粉中存在块状或较大颗粒的物质时,需要先将其研磨成粉末 后再进行使用。小颗粒的粉末状有助于在合金化过程较为均匀的发生,且能够 较快较多的促进合金与不锈钢的融合。
[0060]
之后,将铬铜合金上盖、铬铜合金下盖和毛细芯进行合片、焊接、注液、 整形,得到所述铬铜合金均热板。
[0061]
整形的条件为:温度为880℃~1000℃之间,可以为880℃、900℃、920℃、 940℃、960℃、980℃或1000℃;时间≥10分钟。激光焊后的不锈钢均热板进行 高温整形,整形后的不锈钢均热板其平面度小于0.2。通过整形,可以使得铬和 铜与不锈钢的结合更好,同时也促进焊接性,使得焊接处更牢固。并且焊接会 造成焊接处的合金层被破坏,而整形可以将被破坏的合金层元素再次进行均匀 分布,重新形成合金层。
[0062]
合片包括:将毛细芯与下盖完全贴合在一起。进一步,为了提高贴合结 合力,可以进一步采用焊接工艺来实现。
[0063]
焊接为激光焊接;激光焊接高效、可靠性高以及成本低,方便大规模使 用。
[0064]
不锈钢上盖、下盖、毛细芯可选用304、304l、316、316l,毛细芯可以 选用小于80目的不锈钢丝网、铜丝网或者泡沫铜等。
[0065]
铬铜合金化后的下盖,贴合上铜网、泡沫铜等铜合金毛细。也可以用铬 铜合金化后的不锈钢毛细。进一步,将上盖与下盖通过激光焊进行封边处理, 激光焊接工艺参数:功
率20~500w,可以为20w、40w、60w、80w、100w、 200w、300w、400w或500w;速率20~300m/s,可以为20m/s、50m/s、100 m/s、150m/s、200m/s或300m/s。
[0066]
目前还有一种焊接方式为钎焊,但是该钎焊的工艺繁琐,且成本较高, 使用钎焊会使得成本急剧上升;另外,钎焊连接处的结合力是整个均温板中最 为薄弱的地方,长期使用过程中极易在钎焊处发生泄露、反应等问题。激光焊 不引入新的材料,且焊接强度远高于钎焊。同时,激光焊还具有速度快、成本 低、良率高等一系列优点。
[0067]
目前大多数是采用铜镀不锈钢,即在不锈钢的表面镀一层或多层铜,从 而避免水与不锈钢的接触,但是对于表面镀铜的材料无法使用激光焊接,即激 光焊接不能够焊接表面含有较高含量铜的物质,这在一定程度,大大增加了焊 接的成本。
[0068]
后续,进行接鼠尾,注水抽真空封口。
[0069]
利用注液管进行注水、抽真空、封口等处理;后续整形等工艺得到最终 不锈钢均热板成品。
[0070][0071]
实施例3
[0072]
根据本技术的内容,对实施例1不锈钢铬铜合金的制备方法和实施例2 的铬铜合金均热板进行了具体说明,具体描述如下所示:
[0073][0074]
试验例1
[0075]
(1)分别采用150微米厚度的316l不锈钢进行蚀刻,蚀刻出内部空腔, 得到不锈钢上盖和不锈钢下盖;
[0076]
(2)将蚀刻后的不锈钢上盖、不锈钢下盖和合金材料(氯化铬40份, 过80目筛;铜粉30份,过80目筛;氧化铝粉50份,过80目筛)一起放在炉 罐中,合金材料对不锈钢上盖和不锈钢下盖全部表面进行包埋。之后在0.5l/min 氢气流量条件下,加热至910℃,保温6小时,得到铬铜合金上盖和铬铜合金 下盖;
[0077]
(3)激光切割250目铜丝网毛细芯,固定在铬铜合金下盖上,之后与铬 铜合金上盖进行合片,进一步进行激光焊接,激光焊接工艺参数:功率60w, 速率150m/s;激光焊接后进行高温整形处理,整形温度900℃,整形时间为1 小时,整形后的不锈钢均热板其平面度小于0.2;
[0078]
(4)对所述含有毛细芯的壳体进行注液、抽真空,得到铬铜合金均热板。
[0079]
铬铜合金层中元素及含量平均值为:铬42%、铜30%、铁20%、镍5%、 微量元素(钼等)3%;铬铜合金层的厚度为3微米。
[0080][0081]
试验例2
[0082]
(1)分别采用100微米厚度的316l不锈钢进行蚀刻,蚀刻出内部空腔, 得到不锈钢上盖和不锈钢下盖;
[0083]
(2)将蚀刻后的不锈钢上盖、不锈钢下盖和合金材料(氯化铬50份, 过80目筛;铜粉25份,过80目筛;氧化铝粉40份,过80目筛)一起放在炉 罐中,合金材料对不锈钢上盖和不锈钢下盖全部表面进行包埋。之后在0.5l/min 氢气流量条件下,加热至920℃,保温8小时,得到表面为铬铜合金的铬铜合 金上盖和铬铜合金下盖;
[0084]
(3)激光切割250目铜丝网毛细芯,固定在铬铜合金下盖上,之后与铬 铜合金上盖进行合片,进一步进行激光焊接,激光焊接工艺参数:功率100w, 速率120m/s;激光焊接后进行高温整形处理,整形温度900℃,整形时间为1 小时,整形后的不锈钢均热板其平面度小于0.2;
[0085]
(4)对所述含有毛细芯的壳体进行注液、抽真空,得到铬铜合金均热板。
[0086]
铬铜合金层中元素及含量平均值为:铬48%、铜25%、铁18%、镍7%、 微量元素(钼等)2%;铬铜合金层的厚度为4微米。
[0087][0088]
试验例3
[0089]
(1)分别采用120微米厚度的316l不锈钢进行蚀刻,蚀刻出内部空腔, 得到不锈钢上盖和不锈钢下盖;
[0090]
(2)将蚀刻后的不锈钢上盖、不锈钢下盖和合金材料(氯化铬60份, 过80目筛;铜粉20份,过80目筛;氧化铝粉30份,过80目筛)一起放在炉 罐中,合金材料对不锈钢上盖和不锈钢下盖全部表面进行包埋。之后在0.5l/min 氢气流量条件下,加热至925℃,保温10小时,得到铬铜合金上盖和铬铜合金 下盖;
[0091]
(3)激光切割250目铜丝网毛细芯,固定在铬铜合金下盖上,之后与铬 铜合金上盖进行合片,进一步进行激光焊接,激光焊接工艺参数:功率120w, 速率50m/s;激光焊接后进行高温整形处理,整形温度900℃,整形时间为1 小时,整形后的不锈钢均热板其平面度小于0.2;
[0092]
(4)对所述含有毛细芯的壳体进行注液、抽真空,得到铬铜合金均热板。
[0093]
铬铜合金层中元素及含量平均值为:铬58%、铜24%、铁10%、镍6%、 微量元素(钼等)2%;铬铜合金层的厚度为6微米。
[0094][0095]
对比例1
[0096]
仅包含试验例1的步骤(1)、(3)和(4),即不包含有步骤(2),得到 的均热板上盖和下盖中均不含有铬铜合金层。
[0097]
其中,试验例1和对比例1制备得到的均热板外观颜变化如图1和图 2所示,图1是试验例1的铬铜合金均热板外观图,由于试验例1中进行了铬 和铜的渗入,使得均热板的外观呈现铜黄,而对比例1的均热板还是不锈钢 本体的颜;这进一步表明了该方法能够渗入铬和铜;并且图1的铜黄均一, 表明本技术的方法能够得到铬和铜均匀分布的铬铜合金均热板。
[0098][0099]
性能测试
[0100]
(1)检测上述制备得到的不锈钢均热板高温老化后测试最远两点之间的 温差,将不锈钢均热板置于120℃的环境中保温500小时,测量该均热板两点 之间的温差。具体的测试方法为:6w测试功率,老化测试前,两点的测试温 度为t1和t2(热源在均温板下面,测试热电偶在均温板上面),120℃保温500 小时老化后,两点的测试温度为t1’和t2’,若t1和t1’、t2和t2’以及t1 和t2的差值与t1’和t2’之间的差值没有较大差别,则认为该均热板性能基本 没有变化,即内部没有发生反应。结果见表2。
[0101]
高温老化的目的是判断是否发生了水蒸气与内腔材料之间发生了反应, 如果发生了反应,老化后的性能发生明显衰减,造成均热板温度前后变化较大, 温度降低,使其传导热的性能明显降低。
[0102]
表2试验例和对比例的不锈钢均热板的性能测试结果
ꢀꢀ
t1(℃)t2(℃)t1-t2(℃)t1’(℃)t2’(℃)t1
’‑
t2’(℃)试验例162.460.22.262.560.22.3试验例263.160.1362.860.02.8试验例362.860.22.662.760.12.6对比例163.461.32.178.256.822.4
[0103]
如表2所示,120℃保温500小时老化前后,其温差几乎没有变化,说明 内部没有产生析氢反应,而这证明了铬和铜渗入至不锈钢中,并且起到了保护 的作用,提高了不锈钢的耐腐蚀性。证明了本专利所述的均温板具有较高的使 用寿命。而对比例表面没有处理的样品,老化后温差超过了20℃,早已失效。
[0104][0105]
(2)同时对于合金层中铁元素的状态进行了测试,当存在游离铁时,该 游离铁就容易与水发生反应,测试方法为蓝点法检验,具体为:用5克铁氰化 钾k3[fe[cn]6]加1毫升98%硫酸和5毫升36%的盐酸加入适量蒸馏水配制成总 体积为100毫升的溶液(现用现配);直接将溶液涂、滴于试验例和对比例的上 盖中,观察显现蓝点情况,即蓝点是否出现以及蓝点出现的时间。需要注意的 是该试验需待酸洗钝化表面基本干燥后进行。试验后应该将试验液体冲洗干净。
[0106]
蓝点试验的基本原理为;若表面钝化膜不完善或有亚铁离子污染,就会 有亚铁离子存在,那么即可发生如下反应;
[0107]
3fe
2+
+2[fe[cn6]]-=fe3[fe[cn]6]2深蓝沉淀,可以检验是否进行钝化处 理以及检验钝化效果。
[0108]
其中,对比例1中不含有铬铜合金层的上盖出现蓝点的时间为10分钟, 表明其存在一定数量的游离铁,而本技术含有铬铜合金层的上下盖在24小时内 都没有出现蓝点,说明其表面几乎没有游离的铁离子,即进一步表明铬和铜能 够对游离铁进行“锚定”,降低游离铁离子的含量。
[0109]
(3)根据传统热管老化加速测试的寿命预测经验,150℃老化48小时后, 温差性能仍能满足要求的话,其等效使用寿命为2.8年;本技术试验例1~3制 备得到的均热板,120℃老化500小时后,性能均无衰减,表明本技术试验例的 铬铜合金均热板的使用寿命大于3年,可以满足手机等消费电子的芯片散热寿 命要求,表明铬和铜的渗入能够提升均热板的耐腐蚀、抗磨以及热稳定性等综 合性能,从而大大提高均热板的使用寿命。
[0110]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本 申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本申 请的保护范围之内。

技术特征:


1.一种氢气还原的不锈钢铬铜合金的制备方法,其特征在于,包括:将不锈钢基体材料与铬铜合金粉混合,在氢气气氛下进行合金,得到不锈钢铬铜合金;所述铬铜合金粉包括氯化铬20~60份,铜8~40份,分散剂30~70份。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述分散剂包括氧化铝、氧化硅、氧化镁中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,合金温度为850~980℃,合金时间不小于5小时。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述不锈钢铬铜合金包括不锈钢基体层和铬铜合金层;所述铬铜合金层中铬的质量含量≥30wt%。5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铬铜合金层包括:铬30wt%~60wt%,铜10wt%~40wt%,铁3wt%~45wt%,镍1wt%~10wt%,余量为微量元素。6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铬铜合金层的厚度为0.1μm~20μm。7.权利要求1~6任一所述制备方法得到的不锈钢铬铜合金在电子产品中的应用。8.一种铬铜合金均热板,包括铬铜合金上盖、铬铜合金下盖和毛细芯,其特征在于,所述铬铜合金上盖、铬铜合金下盖是不锈钢上盖、不锈钢下盖根据权利要求1~6任一所述制备方法得到。9.根据权利要求8所述的铬铜合金均热板,其特征在于,所述铬铜合金上盖、铬铜合金下盖的制备方法包括:将合金粉对所述不锈钢上盖、不锈钢下盖进行包埋,在氢气气氛下加热,得到铬铜合金上盖、铬铜合金下盖;所述合金粉为权利要求1~6任一所述制备方法中的铬铜合金粉;所述加热的条件为权利要求1~6任一所述制备方法中合金的条件。10.根据权利要求8所述的铬铜合金均热板,其特征在于,将铬铜合金上盖、铬铜合金下盖和毛细芯进行合片、焊接、注液、整形,得到所述铬铜合金均热板;所述整形的条件为:温度为880℃~1000℃之间,时间≥10分钟。

技术总结


本申请提供了一种氢气还原的不锈钢铬铜合金的制备方法和应用,包括:将不锈钢基体材料与铬铜合金粉混合,在氢气气氛下进行合金,得到不锈钢铬铜合金;所述铬铜合金粉包括氯化铬20~60份,铜8~40份,分散剂30~70份。本申请通过氢气氛围,首先使得不锈钢表面和铬铜合金粉中铬、铜原料表面的氧化膜均去除,使其金属进行裸露,方便后续进行金属的渗入;当温度达到合金温度时,氢气首先与氯化铬反应,生成氯化氢和活性铬离子,该氯化氢也能够对于不锈钢表面进行清洁;活性铬离子的生成可以促进合金粉中铬、铜的活性,提高铬、铜渗入的速度和量,生成具有高耐腐蚀的合金层,避免了与水、空气等发生反应造成的腐蚀等问题。气等发生反应造成的腐蚀等问题。气等发生反应造成的腐蚀等问题。


技术研发人员:

沈伟

受保护的技术使用者:

北京酷捷科技有限公司

技术研发日:

2022.10.25

技术公布日:

2022/12/22

本文发布于:2024-09-23 20:18:23,感谢您对本站的认可!

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