本发明属于纳米材料合成方法的，具体涉及一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料及其制备方法。
背景技术：
1、热量传递过程广泛存在于自然界与工程领域中，尤其是电子信息领域。但电子设备由于尺寸更小、运行速度更快、封装密度更高、工作功率更高等因素，电子器件内的产热量和热流密度急剧增加，导致温度升高。当电子设备超过额定温度时，会出现许多负面影响，甚至损坏。因此，电子器件的有效热管理制约着工业的快速发展，发展高效散热技术迫在眉睫。多孔结构设计是常见的被动强化手段，tang等人和lu等人采用过热浸镀锌/合金化工艺制备了孔径在50至200纳米之间的纳米多孔铜表面。结果表明，初始过热度降低63.3％，沸腾heat transfer coefficient(htc)值提高172.7％。manetti等人发现与普通光滑表面相比，泡沫铜表面可以更好地吸收和扩散流体，从而强化沸腾换热。yang等研究了将泡沫铜焊接到铜加热基板上的沸腾换热性能。研究发现，与光滑铜沸腾表面相比，泡沫铜降低了初始过热度，减少了以水作为液态工质的核态沸腾起始点。manetti等以去离子水为工作流体，研究了超轻多孔泡沫金属表面的池沸腾传热，发现金属泡沫表面的沸腾传热系数约为普通表面的2至3倍。xu等研究了烧结铜粉表面与光滑表面的沸腾换热性能，由于成核位点的增加，烧结表面在核态沸腾具有更好的性能。
2、目前有关泡沫金属、粉末烧结以及多孔丝网等多孔结构在强化沸腾传热方面的研究已经获得了大量成果。然而，这些多孔结构各有其局限性。对于泡沫金属，尽管其换热面积较大有利于传热，但由于制备工艺的限制，孔径相对较大。多孔丝网则以其微小的网孔为沸腾换热提供丰富的成核点位。然而其存在换热面积相对较小，材料强度不足以及容易变形等问题，这些问题限制了其在实际生产生活的应用。相比之下，粉末烧结多孔结构其致密的孔隙不仅为沸腾提供大量成核点位，而且烧结过程中形成的微小孔隙是泡沫金属所不具备的，但其致密的孔隙为沸腾带来大量成核点位的同时也严重阻碍了蒸汽的脱离，针对这一问题，目前国内外主要聚焦于通过在其表面构造不同几何结构使气液分离进而促进蒸汽的脱离从而强化其换热性能，但是这种方法工艺复杂，强化效果仍然欠佳。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料及其制备方法，该制备方法简单，原材料价格低廉，可降低生产成本；可通过对多孔铜表面压制多层铜网来提高气泡脱离速率和沸腾换热系数，增大对流换热系数到达峰值时对应的热流密度值，从而加强换热效率。
2、为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将铜网按规格要求裁剪成铜网圆片，然后将铜网圆片经无水乙醇超声清洗去除油污，再用盐酸除去氧化物，随后用去离子水冲净后将铜网圆片进行真空干燥；
5、(2)以氯化钠颗粒作为造孔剂，将氯化钠颗粒干燥后与电解铜粉按照一定比例放入球磨机中进行球磨混合得到铜盐混合物；
6、(3)将一定质量的铜盐混合物放入不锈钢模具中，先手动压实形成松散结构，然后在松散结构上铺设多层铜网，最后压制成型得到压片；所述多层铜网为相同目数的铜网或不同目数的铜网，当多层铜网为不同目数铜网时，按目数从小到大、从上至下依次铺放在松散结构表面形成复合梯度铜网；
7、(4)将步骤(3)得到的压片依次进行真空烧结、清洗、干燥得到基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料。
8、优选的，步骤(3)中，所述多层铜网为两层；两层铜网为目数均是80目的铜网或一层60目的铜网和一层80目的铜网或一层80目的铜网和一层100目的铜网。
9、优选的，步骤(3)中，所述多层铜网为一层60目的铜网和一层80目的铜网。
10、优选的，步骤(2)中，所述氯化钠颗粒是过80目的筛筛分出来的；氯化钠颗粒是在50℃的真空干燥箱中干燥。
11、优选的，步骤(2)中，所述电解铜粉的粒径为5μm；所述氯化钠颗粒干燥后与电解铜粉之间的质量比为1:(4-5)。
12、优选的，步骤(2)中，将氯化钠颗粒干燥后与电解铜粉一同放入研磨罐内，然后将研磨罐置于行星球磨机中进行充分混合；球磨时间为25-35min，转速为150-180rpm。
13、优选的，步骤(3)中，最后通过压片机压制成型得到压片，压片机设置压力为240-280mpa，保压时间为180-200s。
14、优选的，步骤(4)中，压片放入管式炉中进行真空烧结，升温速率为8-12℃/min，烧结温度为650-850℃。
15、优选的，步骤(1)中，铜网圆片直径为30mm，盐酸的浓度为0.1mol/l。
16、为实现上述目的，本发明还提供一种上述制备方法所制备得到的基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料。
17、本发明将多层铜网压制在换热最优的粉末成型多孔铜片上，当多孔铜表面复合双层铜网时，铜网的排列次序对样品的性能产生影响。铜网之间新增的汽化核心与气泡逃逸的阻力共同决定了试样的沸腾换热性能。当粉末成型多孔铜表面从上至下依次复合60目和80目铜网时，其沸腾换热性能达到最优。这是因为80目铜网与60目铜网之间形成了类似“微烟囱”的结构，这种结构有效地加速了气泡的脱离，从而提升了换热效率，其onb为1.2℃，最高换热系数为69301w·m-2·k-1，是未复合铜网多孔铜的1.4倍。
18、与现有技术相比，本发明制备方法简单，原材料价格低廉，降低了生产成本；通过对多孔铜表面压制多层铜网来提高气泡脱离速率和沸腾换热系数，增大了对流换热系数到达峰值时对应的热流密度值，从而加强换热效率。
1.一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多层铜网为两层；两层铜网为目数均是80目的铜网或一层60目的铜网和一层80目的铜网或一层80目的铜网和一层100目的铜网。
3.根据权利要求2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多层铜网为一层60目的铜网和一层80目的铜网。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化钠颗粒是过80目的筛筛分出来的；氯化钠颗粒是在50℃的真空干燥箱中干燥。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电解铜粉的粒径为5μm；所述氯化钠颗粒干燥后与电解铜粉之间的质量比为1:(4-5)。
6.根据权利要求1或2所述的所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将氯化钠颗粒干燥后与电解铜粉一同放入研磨罐内，然后将研磨罐置于行星球磨机中进行充分混合；球磨时间为25-35min，转速为150-180rpm。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，最后通过压片机压制成型得到压片，压片机设置压力为240-280mpa，保压时间为180-200s。
8.根据权利要求1或2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，压片放入管式炉中进行真空烧结，升温速率为8-12℃/min，烧结温度为650-850℃。
9.根据权利要求1或2所述的一种基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铜网圆片直径为30mm，盐酸的浓度为0.1mol/l。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的制备方法所制备得到的基于表面复合铜网的改良粉末成型多孔铜散热材料。
