CN102700230A - 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 - Google Patents
一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102700230A CN102700230A CN 201210194049 CN201210194049A CN102700230A CN 102700230 A CN102700230 A CN 102700230A CN 201210194049 CN201210194049 CN 201210194049 CN 201210194049 A CN201210194049 A CN 201210194049A CN 102700230 A CN102700230 A CN 102700230A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphite
- heat
- conducting
- heat conducting
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 271
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 180
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 44
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000006210 lotion Substances 0.000 claims description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3733—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
本发明提供一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，该导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法包括：将石墨粉进行预处理；将预处理后的石墨粉经过石墨卷材生产设备加工，制成石墨导热散热板；以及采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用粘结剂将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。该导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法克服了传统制备工艺中存在的力学性能低、使用寿命短，易脱落等缺陷，其机械强度及纯度大大提高，便于后续加工使用，具有重量轻、高强度、高导热性能等优点，扩大了石墨片的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及石墨散热片的制备方法，特别是涉及到一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法。
背景技术
随着微电子集成技术和高密度印制板组装技术的迅速发展，组装密度迅速提高，电子元件、逻辑电路体积成千上万倍地缩小，电子仪器及设备日益朝轻、薄、短、小方向发展。在高频工作频率下，半导体工作热环境向高温方向迅速移动，此时，电子元器件产生的热量迅速积累、增加，在使用环境温度下，要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作，及时散热能力成为影响其使用寿命的关键限制因素。为保障元器件运行可靠性，需使用高可靠性、高导热性能等综合性能优异的材料，迅速、及时地将发热元件积聚的热量传递给散热设备，保障电子设备正常运行。
目前所用的散热材料基本都是铝合金，但铝的导热系数并不是很高（237W/mK），金和银的导热性能较好，但是价格太高，铜的导热系数次之（398W/mK），但铜重量大，易氧化。而石墨材料具有耐高温、重量轻（仅为传统金属导热材料的1/2-1/5）、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小，取代传统的金属导热材料，不仅有利于电子器件的小型化微型化和高功率化，而且可以有效减轻器件的重量，增加有效载荷。传统石墨散热片加工方法仅仅采用单一的石墨粉，或者采用炭黑、氮化硼、铜粉等与石墨粒子复配填充，这样生产的石墨散热片由于直接暴露在电器原件环境中，在长时间的工作下容易使石墨粉尘脱落，并且强度小，力学性能较差，难以满足使用要求。纯导热石墨片的强度和机械性能远不如金属，这给后续加工带来了困难。同时，由于石墨易碎的缺点，会在使用过程中带来操作复杂、容易损坏等问题。为此本发明提供了一种新的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种重量轻、强度和导热性能高的导热纤维增强的高导热石墨散热片；目的之二是提供该导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，以制备具有良好力学性能的高导热石墨散热片，满足石墨散热片后续加工的需要。
本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3-1:20重量份，处理时间为20min-2h，处理温度为20-100℃，再将石墨粉加温至2800-3200℃进行高温提纯，高温提纯后于10-30℃的水中水洗至水洗液PH值为5-6.5，然后将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800-1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3-20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉通过石墨卷材生产设备制成石墨导热散热板；
步骤3，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用粘结剂将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：
步骤3中所述的喷涂贴合为1次或多次，所述的多次是3次；所述的粘结剂为水性压敏胶。
本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3-1:20重量份，处理时间为20min-2h，处理温度为20-100℃，然后于10-30℃的水中水洗至水洗液PH值为5-6.5，再将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800-1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3-20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝3：1-10：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现：
步骤2中所述的混匀是将经处理后的石墨粉与石墨纤维在高混机内机械混合均匀。将机械混合后的石墨粉和石墨纤维经过石墨卷材生产设备加工，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
本发明中的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，采用石墨片与石墨短纤维、碳纤布、碳纤维等不仅有利于形成有效的导热网链，而且还可以提高石墨散热片的机械性能。采用石墨短纤维或者碳纤布、碳纤维等作为增强剂，由于石墨纤维不仅强度高，并且导热性能好，耐腐蚀性能优良，增强了柔性石墨片的强度，防止石墨片发生外观质量的改变。采用上述方案制备石墨散热片，克服了传统制备工艺中存在的力学性能低、使用寿命短，易脱落等缺陷。经过上述处理获得的石墨散热片，其机械强度及纯度大大提高，便于后续加工使用，提供了一种重量轻、高强度、高导热性能的石墨导热散热片，扩大了石墨片的使用范围。
附图说明：
图1为本发明的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法的一具体实施例结构图；
图2为本发明的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法的一具体实施例的原理流程图。
图3为本发明的实施例1中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图；
图4为本发明的实施例2中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图；
图5为本发明的实施例3中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图；
图6为本发明的实施例4中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图；
图7为本发明的实施例5中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法的一具体实施例的流程图。在步骤101，将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理。流程进入到步骤102。
在步骤102，将经过处理后的天然石墨粉进行水洗。流程进入到步骤103。
在步骤103，将水洗后的天然石墨粉放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。经过步骤101到步骤103，完成了天然石墨粉进行成型前的预处理。流程进入到步骤104。
在步骤104，将经过水洗后的天热石墨粉经过石墨卷材生产设备加工，制成石墨导热散热板。流程进入到步骤105。
在步骤105，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用粘结剂将石墨导热散热板与石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维进行喷涂贴合。连续石墨纤维、碳纤布、碳纤维是承载主体,起着承载外力的主要作用,因此采用较低含量的连续石墨纤维、碳纤布、碳纤维来增强石墨导热材料，可以获得高强度、高导热石墨散热片。
在一实施例中，也可增加石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维这些增强剂的用量，可以多次用粘结剂将石墨板与石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维进行贴合，增加增强剂的厚度。因此也很大幅度的增强了柔性石墨片的强度，可以应用于高强度作业的用途中，并且不会降低其导热散热率，扩大了石墨片的散热使用范围。
如图2所示，图2为本发明的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法的另一具体实施例的流程图。在步骤201，将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理。流程进入到步骤202。
在步骤202，将经过处理后的天然石墨粉进行水洗。流程进入到步骤203。
在步骤203，将水洗后的天然石墨粉放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。经过步骤201到步骤203，完成了天然石墨粉进行成型前的预处理。流程进入到步骤204。
在步骤204，将经过水洗后的天热石墨粉和石墨纤维在高混机内进行机械混合，均匀混合后定向排列。流程进入到步骤205。
在步骤205，将机械混合后的天热石墨粉和石墨纤维经过石墨卷材生产设备加工，制成高强度高导热石墨散热片。石墨纤维以孤岛的形式分散于石墨基体中，石墨纤维和天然石墨粉的搭接增加，传热面积增大，形成了有效的导热链或导热网，从而使复合材料的热导率明显提高，这种方法不仅能获得良好性能的导热石墨散热片，还具有操工艺简单，生产周期短，见效快等优点。
以下为采用上述两种技术方案的五个具体实施例，以便对本发明中的导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法进一步加以说明。
实施例1：
选择碳元素含量为98%，粒径为100μm的天然石墨粉和石墨短纤维，石墨粉与石墨短纤维的质量比为8：1。将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理，将经过处理后的石墨粉进行水洗，然后放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝3：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成制成密度为1.2g/cm3，厚度为0.5mm的石墨导热散热板。然后将石墨短纤维混合在水性压敏胶中，用高强度分散机搅拌分散均匀后，均匀的喷涂在该石墨散热板上，完全干燥后，快速与另一片该石墨导热散热板粘接面相互粘合，并且施加一定的压力，最终得到高强度高导热性能的石墨散热片。如图3所示，图3为本发明的实施例1中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。其中，11为石墨散热板，12为水性压敏胶，13为石墨短纤维。
实施例2：
选择碳元素含量为96%，粒径为200μm的天然石墨粉和碳纤维，石墨粉与碳纤维的质量比为8：1。将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理，将经过处理后的石墨粉进行水洗，然后放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝10：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成度为1.2g/cm3，厚度为1.0mm的石墨导热散热板。然后将碳纤维混合在水性压敏胶中，用高强度分散机搅拌分散均匀后，均匀的喷涂在该石墨散热板上，完全干燥后，快速与另一片该石墨导热散热板粘接面相互粘合，并且施加一定的压力，最终得到高强度高导热性能的石墨散热片。如图4所示，图4为本发明的实施例2中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。其中，21为石墨散热板，22为水性压敏胶，24为碳纤维。
实施例3：
选择碳元素含量为98%，粒径为500μm的天然石墨粉和碳纤布，石墨粉与碳纤布的质量比为7:1。将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理，将经过处理后的石墨粉进行水洗，然后放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝6：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备密度为0.8g/cm3，厚度为0.5mm的石墨导热散热板。然后将制得的石墨散热片一面均匀的涂上水性压敏胶，待其完全干燥后，快速把碳纤布涂敷在水性压敏胶上，然后将另一片涂有水性压敏胶的石墨散热板贴合在上面，并且施加一定的压力最终得到高强度高导热性能的石墨散热片。如图5所示，图5为本发明的实施例3中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。其中，31为石墨散热板，32为水性压敏胶，35为碳纤布。
实施例4：
选择碳元素含量为98%，粒径为500μm的天然石墨粉和碳纤布，石墨粉与碳纤布的质量比为3:1。将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理，将经过处理后的石墨粉进行水洗，然后放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝5：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成密度为0.8g/cm3，厚度为0.3mm的石墨导热散热板。然后将制得的石墨散热片一面均匀的涂上水性压敏胶，待其完全干燥后，快速把碳纤布涂敷在水性压敏胶上，然后将另一片涂有水性压敏胶的石墨散热板贴合在上面，并且施加一定的压力，将其粘结好。在该石墨散热板的上面涂上水性压敏胶，待其完全干燥后，快速把第二层碳纤布涂敷在水性压敏胶上，将另一片涂有水性压敏胶的石墨散热板贴合在上面，施加一定的压力，最终得到高强度高导热性能的石墨散热片。如图6所示，图6为本发明的实施例4中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。其中，41为石墨散热板，42为水性压敏胶，45为碳纤布。
实施例5：
选择碳元素含量为98%，粒径为200μm的天然石墨粉和石墨纤维，石墨粉与石墨纤维的质量比为4:1。将天然石墨粉放入酸处理液中进行化学处理、杂质处理，将经过处理后的石墨粉进行水洗，然后放入石墨膨胀炉中进行高温膨胀，高温膨胀后缓慢冷却。将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝8：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成密度为1.4g/cm3，厚度为2mm的高强度高导热性能的石墨散热片。如图7所示，图7为本发明的实施例2中导热纤维增强的高导热散热片的结构示意图。其中，53为石墨纤维，56为石墨粉。
如下表所示，表1为采用纯石墨散热片的现有方法与上文所述的实例1到实例5获得的散热片的拉伸强度的增强效果对比表。从表1可知，与现有方法相比，实例1到实例5获得的散热片的拉伸强度得到了明显的增强。
表1 拉伸强度的增强效果对比表
| 实例 | 工艺 | 拉伸强度（MPa） |
| 现有方法 | 纯石墨散热片 | 4.0 |
| 实例1 | 两层石墨片均匀粘结石墨短纤 | 5.3 |
| 实例2 | 两层石墨片均匀粘结碳纤维 | 5.1 |
| 实例3 | 两层石墨片均匀粘结一层碳纤布 | 3004 |
| 实例4 | 两层石墨片均匀粘结二层碳纤布 | 3456 |
| 实例5 | 导热石墨片中掺杂石墨短纤 | 4.8 |
实施例6：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3重量份，处理时间为2h，处理温度为20℃，再将石墨粉加温至3200℃进行高温提纯，高温提纯后于10℃的水中水洗至水洗液PH值为6.5，然后将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉通过石墨卷材生产设备制成石墨导热散热板；
步骤3，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用水性压敏胶将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合1次，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
实施例7：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:20重量份，处理时间为20min，处理温度为100℃，再将石墨粉加温至2800℃进行高温提纯，高温提纯后于30℃的水中水洗至水洗液PH值为5，然后将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉通过石墨卷材生产设备制成石墨导热散热板；
步骤3，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用水性压敏胶将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合3次，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
实施例8：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:10重量份，处理时间为1h，处理温度为60℃，再将石墨粉加温至3000℃进行高温提纯，高温提纯后于20℃的水中水洗至水洗液PH值为6.0，然后将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于900℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为10s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉通过石墨卷材生产设备制成石墨导热散热板；
步骤3，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用水性压敏胶将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合2次，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
实施例9：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:20重量份，处理时间为20min，处理温度为100℃，然后于10℃的水中水洗至水洗液PH值为6.5，再将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉与石墨纤维在高混机内机械混匀，再通过石墨卷材生产设备制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
实施例10：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3重量份，处理时间为2h，处理温度为20℃，然后于30℃的水中水洗至水洗液PH值为5，再将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉与石墨纤维在高混机内机械混匀，再通过石墨卷材生产设备制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
实施例11：
该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:10重量份，处理时间为1h，处理温度为60℃，然后于20℃的水中水洗至水洗液PH值为5.5，再将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于900℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为10s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉与石墨纤维在高混机内机械混匀，再通过石墨卷材生产设备制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
Claims (5)
1.一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，其特征在于该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3-1:20重量份，处理时间为20min-2h，处理温度为20-100℃，再将石墨粉加温至2800-3200℃进行高温提纯，高温提纯后于10-30℃的水中水洗至水洗液PH值为5-6.5，然后将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800-1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3-20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉通过石墨卷材生产设备制成石墨导热散热板；
步骤3，采用石墨短纤维、碳纤布或者碳纤维作为增强剂，用粘结剂将该石墨导热散热板与该增强剂进行喷涂贴合，制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
2.根据权利要求1所述的一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，其特征在于步骤3中所述的喷涂贴合为1次或多次。
3.根据权利要求1所述的一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，其特征在于所述的粘结剂为水性压敏胶。
4.一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，其特征在于该制备方法按如下步骤进行：
步骤1，先将石墨粉放入硫酸溶液与双氧水的混合液中处理，其中硫酸溶液：双氧水＝1:3-1:20重量份，处理时间为20min-2h，处理温度为20-100℃，然后于10-30℃的水中水洗至水洗液PH值为5-6.5，再将水洗后的石墨粉放入石墨膨胀炉中于800-1000℃下进行高温膨胀，高温膨胀时间为3-20s，然后自然冷却至常温；
步骤2，将经处理后的石墨粉按石墨粉：石墨纤维＝3：1-10：1质量份配比混匀，再通过石墨卷材生产设备制成导热纤维增强的高导热石墨散热片。
5.根据权利要求4所述的一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法，其特征在于步骤2中所述的混匀是将经处理后的石墨粉与石墨纤维在高混机内机械混合均匀。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210194049 CN102700230A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 |
| PCT/CN2012/001606 WO2013185269A1 (zh) | 2012-06-13 | 2012-11-30 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
| CN201210530885.7A CN102975417B (zh) | 2012-06-13 | 2012-12-11 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210194049 CN102700230A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102700230A true CN102700230A (zh) | 2012-10-03 |
Family
ID=46893430
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201210194049 Pending CN102700230A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 |
| CN201210530885.7A Active CN102975417B (zh) | 2012-06-13 | 2012-12-11 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210530885.7A Active CN102975417B (zh) | 2012-06-13 | 2012-12-11 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN102700230A (zh) |
| WO (1) | WO2013185269A1 (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103298321A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-11 | 江西量一光电科技有限公司 | 一种钨铜合金与石墨复合散热片及其制备方法 |
| WO2013185269A1 (zh) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | 天诺光电材料股份有限公司 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
| CN103770433A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 绿晶能源股份有限公司 | 人造石墨散热基板及其制作方法 |
| CN107324829A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-07 | 广东思泉新材料股份有限公司 | 一种石墨片的制备方法 |
| CN108218378A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 常州水精灵环保设备有限公司 | 一种阻燃抗裂型石墨散热片的制备方法 |
| CN110793374A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-14 | 天津金力通金属制品有限公司 | 一种散热器用高导热散热片及其加工方法 |
| CN112466545A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 飞洲集团股份有限公司 | 一种高铁牵引机车用高压直流电缆及其制备方法 |
| CN113278406A (zh) * | 2020-02-19 | 2021-08-20 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 导热膜复合材料及其制备方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103528252A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-22 | 姚德龙 | 一种替代铝铜生产太阳能热水器集热板芯的高导热石墨材料 |
| CN107672279A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-02-09 | 沈晨 | 一种高导热石墨复合材料的制备方法 |
| CN111959001A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-20 | 东莞市鑫泓科技有限公司 | 一种碳纤维装饰板材制作方法 |
| CN115488989B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-12-22 | 广西壮族自治区林业科学研究院 | 一种纤维板及其制备方法 |
| CN117842980A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-04-09 | 深圳市帝兴晶科技有限公司 | 一种高功率石墨导热材料的制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000091453A (ja) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Ishino Corporation:Kk | 放熱用シート材料およびその製造方法並びにそれを用いた放熱器 |
| US6749010B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-06-15 | Advanced Energy Technology Inc. | Composite heat sink with metal base and graphite fins |
| JP4686274B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-05-25 | ポリマテック株式会社 | 放熱部品及びその製造方法 |
| CN101951751A (zh) * | 2010-07-29 | 2011-01-19 | 山东天诺光电材料有限公司 | 一种高导热石墨散热片的制备方法 |
| CN101977487A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-02-16 | 王春 | 一种大功率电子产品散热装置 |
| CN102244153B (zh) * | 2011-04-19 | 2013-05-01 | 梁胜光 | 一种石墨散热片的制造方法 |
| CN202135441U (zh) * | 2011-07-22 | 2012-02-01 | 长沙理工大学 | 一种复合散热片 |
| CN102700230A (zh) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 天诺光电材料股份有限公司 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 |
-
2012
- 2012-06-13 CN CN 201210194049 patent/CN102700230A/zh active Pending
- 2012-11-30 WO PCT/CN2012/001606 patent/WO2013185269A1/zh active Application Filing
- 2012-12-11 CN CN201210530885.7A patent/CN102975417B/zh active Active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013185269A1 (zh) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | 天诺光电材料股份有限公司 | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 |
| CN103770433A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 绿晶能源股份有限公司 | 人造石墨散热基板及其制作方法 |
| CN103298321A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-11 | 江西量一光电科技有限公司 | 一种钨铜合金与石墨复合散热片及其制备方法 |
| CN107324829A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-07 | 广东思泉新材料股份有限公司 | 一种石墨片的制备方法 |
| CN107324829B (zh) * | 2017-07-11 | 2019-12-10 | 广东思泉新材料股份有限公司 | 一种石墨片的制备方法 |
| CN108218378A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 常州水精灵环保设备有限公司 | 一种阻燃抗裂型石墨散热片的制备方法 |
| CN110793374A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-14 | 天津金力通金属制品有限公司 | 一种散热器用高导热散热片及其加工方法 |
| CN113278406A (zh) * | 2020-02-19 | 2021-08-20 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 导热膜复合材料及其制备方法 |
| CN112466545A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 飞洲集团股份有限公司 | 一种高铁牵引机车用高压直流电缆及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102975417A (zh) | 2013-03-20 |
| CN102975417B (zh) | 2015-09-23 |
| WO2013185269A1 (zh) | 2013-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102700230A (zh) | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片的制备方法 | |
| CN105722375B (zh) | 一种石墨烯散热装置及其制备方法 | |
| CN203537732U (zh) | 石墨烯散热膜 | |
| CN106384730A (zh) | 一种高导热金属箔层/石墨烯金属混合层复合散热膜 | |
| CN106626583A (zh) | 一种极薄散热膜及其制作方法 | |
| CN104129780A (zh) | 石墨烯薄膜及其制备方法 | |
| CN102838958B (zh) | 一种高导热率led用银胶的制备方法 | |
| CN101760147A (zh) | 一种溶剂型各向异性纳米导电胶及其制造方法 | |
| CN104023505A (zh) | 一种高导热石墨膜的制备方法 | |
| CN105172259A (zh) | 高散热金属铝基覆铜板制作方法 | |
| CN110241613A (zh) | 一种柔性超薄高导热电磁屏蔽薄膜及其制备方法 | |
| CN206014744U (zh) | 一种纳米碳涂层散热片 | |
| CN107486553A (zh) | 铝膏及其应用 | |
| CN108109975A (zh) | 一种三维泡沫金属骨架的高导热散热片及其制备方法 | |
| CN104088003B (zh) | 一种led灯具铝合金散热体表面散热复合涂层材料的制备方法 | |
| CN101157553A (zh) | 一种石墨—金属复合散热材料及其制备方法 | |
| CN102673048B (zh) | 一种高导热性铝基覆铜板制作方法 | |
| CN108359397A (zh) | 一种石墨烯导电胶水 | |
| CN107624024A (zh) | 一种石墨稀胶膜复合散热片及制作工艺 | |
| CN102807838A (zh) | 双组份导电粘合剂及其制备方法 | |
| CN206947325U (zh) | 一种石墨铜箔复合散热片 | |
| CN104144597B (zh) | 一种导热纤维增强的高导热石墨散热片及制备方法 | |
| CN104708869A (zh) | 一种高导热铝基覆铜板及其制造方法 | |
| CN109462900B (zh) | 一种高温石墨烯加热板及其制备方法 | |
| JP2007153969A (ja) | 高熱伝導性樹脂組成物および配線用基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121003 |