一种难熔金属毛细芯
技术领域
本实用新型涉及一种难熔金属毛细芯，属于高温热结构领域。
背景技术
随着经济和社会的发展，热结构的使用温度越来赿高，达到甚至超过了现有材料体系的使用温度上限。以高温热管疏导和发汗冷却为代表的半被动/主动冷却方式是解决该问题的可行性途径之一。
当工作温度低于1000℃时，高温热管的壳体为高温合金或不锈钢，毛细结构为不锈钢丝网，其加工和焊接工艺比较成熟，毛细结构成型容易实现。当工作温度高于1000℃时，高温热管的壳体和毛细结构的材质均变化难熔金属，如铌合金、钼合金等，其熔点较高，热导率大，且易氧化，导致毛细结构成型困难，可靠性不高。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提出了一种难熔金属毛细芯结构，该结构方便成型。
本实用新型的技术方案为：
一种难熔金属毛细芯，包括金属板、难熔金属丝网和金属钉；
金属板单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网层叠放置在金属板表面，金属钉和盲孔配合，将难熔金属丝网固定到金属板上，金属钉与金属板电子束焊接连接。
优选的是，所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm，深度为0.3-0.5mm，沟槽间距为0.5-3mm。
优选的是，所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目，层数为3-5层。
优选的是，所述的盲孔呈倒锥形，盲孔的直径为1.0-1.6mm，深度为1.4-2.0mm，锥度为1：7到1：10。
优选的是，所述的盲孔阵列间距为15-25mm，行距为20-30mm。
优选的是，所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521，金属钉与盲孔之间为过盈配合。
优选的是，所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上，固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。
优选的是，所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上，其焊接方式为点焊，焊接参数为：加速电压55-60kV，焊接电流20-30mA，焊接时间1.0-2.4s，焊接真空度小于4.0×10-2Pa。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用沟槽丝网双层毛细结构，毛细效应好，便于流体毛细传输。
2、本实用新型多层难熔金属丝网通过机械方式预固定，层间距及毛细力大小可调节。
3、本实用新型焊接对象金属钉的热容小，极大降低了焊接成型难度。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种难熔金属的成型方法；
图2为本实用新型所述的金属钉与金属板的焊接过程示意图；
图3为采用本实用新型制备的锂工质铌基高温热管及其热电偶位置；
图4为采用本实用新型制备的锂工质铌基高温热管的启动曲线。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
图1给出了本实用新型提供的一种难熔金属毛细芯，包括金属板1、难熔金属丝网2和金属钉3；
金属板1单侧设置有条形或网形沟槽，在沟槽侧金属板表面设置有盲孔阵列，难熔金属丝网2层叠放置在金属板1表面，金属钉3和盲孔配合，将难熔金属丝网2固定到金属板1上，金属钉3与金属板1电子束焊接连接。
进一步地，所述的金属板材质为铌合金、钼合金或钨合金。金属板上条形或网形沟槽的宽度为0.2-0.4mm，深度为0.3-0.5mm，沟槽间距为0.5-3mm。
进一步地，所述的难熔金属丝网材质为铌合金、钼合金或纯钼。丝网的网孔大小为50-300目，层数为3-5层。
进一步地，所述的盲孔呈倒锥形，盲孔的直径为1.0-1.6mm，深度为1.4-2.0mm，锥度为1：7到1：10。此处所述锥形盲孔的直径是指盲孔最大直径处，也就是金属板表面处。
进一步地，所述的盲孔阵列中，同一行盲孔之间间距为15-25mm，行距为20-30mm。
进一步地，所述的金属钉材质为纯铌、C-103或铌521，金属钉与盲孔之间为过盈配合。
进一步地，所述的难熔金属丝网通过金属钉和盲孔固定到金属板上，固定后难熔金属丝网的层间距不大于0.5mm。
进一步地，所述的金属钉通过电子束焊接到金属板上，其焊接方式为点焊，焊接参数为：加速电压55-60kV，焊接电流20-30mA，焊接时间1.0-2.4s，焊接真空度小于4.0×10-2Pa，见图2。
制备上述难熔金属毛细芯，包括以下步骤：
(1)提供一金属板1，所述金属板1单侧设置条形或网形沟槽；
(2)在沟槽侧金属板表面加工盲孔阵列，而后将难熔金属丝网2层叠放置在加工后的金属板表面；
(3)根据盲孔加工对应尺寸的金属钉3，并通过金属钉3和盲孔将难熔金属丝网2固定到金属板1上；
(4)采用电子束将金属钉焊接到金属板上，得到具有沟槽和丝网双层结构的难熔金属毛细芯。本实用新型采用机械固定+电子束焊接的方式来进行难熔金属毛细芯的成型，焊接对象金属钉的热容小，极大地降低了焊接成型的难度。
实施例
为了说明本方法的可行性，我们以2.5mm厚的铌521板和200目的钼合金丝网为原材料，开展了难熔金属毛细芯的制备工作。首先，在铌521板的单侧加工条形沟槽。沟槽尺寸为宽0.2mm×深0.4mm，间距2mm。然后，在铌521板上盲孔阵列，盲孔的直径为1.0mm，深度为1.4mm，锥度为1:9；盲孔阵列的间距为20mm，行距为30mm。而后，以纯铌为材质加工对应尺寸的金属钉，并用金属钉将3层200目的钼合金丝网固定到铌521板上，固定后丝网间距约为0.2mm。最后，采用电子束将纯铌钉焊接到铌521板上，焊接参数为加速电压60kW，焊接电流24mA，焊接时间2.0s，焊接真空度4.0×10-2Pa。
我们将制备的难熔金属毛细芯竖直放入到250℃的液态锂中。液体锂在表面涨力的作用下逐渐布满铌521板上的毛细表面，说明采用本实用新型制备的难熔金属毛细芯具有良好的毛细效应。
为了进一步说明本实用新型的优越性，用本实施例制备的难熔金属毛细芯制备了锂工质铌基高温热管，并在圆管状热管上布置了K型热电偶，见图3，为局部示意图，图中TC1到TC9表示9个位置。而后将其部分放入1200℃的石墨炉中进行加热。图4给出了锂工质铌基高温热管的启动曲线。从图中可以看到，在前250秒时间内，所有测温点的读数从室温先后升高到950℃左右，热管启动成功，呈现出良好的均温性。即本实用新型制备的难熔金属毛细芯实现了传热传质功能，把施加在热管表面的热量快速传递到整个热管。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
