成果信息
本技術(shù)針對現(xiàn)有低熔點(diǎn)合金材料機(jī)械加工性能不足、容易發(fā)生泄漏的缺點(diǎn)，提供一種由石墨烯和以銦、鉍、錫、鋅等金屬組合的復(fù)合導(dǎo)熱材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：1.一種石墨烯合金復(fù)合導(dǎo)熱材料，其成分組成及其質(zhì)量百分比是由0.01%-5%的石墨烯、0%-10%的鋅和其余量的第三組元組成，其中所述的第三組元是由銦、鉍、錫中的任一種或任兩種及其以上組成。2.制備1所述的石墨烯合金復(fù)合導(dǎo)熱材料的方法，包括以下步驟：將所稱取的各組分金屬原料置于坩堝容器內(nèi)，加熱熔化成合金液；將石墨烯粉末加入到合金液中；石墨烯復(fù)合合金液澆鑄成型，自然冷卻，即得一種石墨烯合金復(fù)合導(dǎo)熱材料。目前市場上的熱界面材料主要分為導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱墊片。導(dǎo)熱硅脂的熱阻介于0.2~0.6℃*cm2/W，使用方便。但需要一個較大的扣合力來達(dá)到較薄的厚度，從而實(shí)現(xiàn)低熱阻，而且使用中容易出現(xiàn)溢出和相分離的問題。導(dǎo)熱膠雖然不會出現(xiàn)溢出的現(xiàn)象，但是使用中需要高溫固化處理。隨著電子器件逐漸向小型化、高度集成化發(fā)展，運(yùn)行速度越來越快，發(fā)熱電子元件的發(fā)熱量也隨之增多，溫度的上升直接導(dǎo)致電子器件使用壽命的縮短。傳統(tǒng)的熱界面材料越來不能滿足要求。因此，開發(fā)具有高導(dǎo)熱、低熱阻的熱界面材料尤為重要。相變金屬熱界面復(fù)合材料在達(dá)到相變溫度后呈熔融態(tài)，相對于導(dǎo)熱膏具有極低的粘度，更好的流動性，能進(jìn)一步填充界面間的空隙；此外相變金屬熱界面復(fù)合材料具有高的熱導(dǎo)率，從而達(dá)到比傳統(tǒng)熱界面材料更好的散熱效果；生產(chǎn)過程中，相變金屬熱界面材料可以根據(jù)熱源器件形狀任意成形，操作工藝更加簡單、方便。)
背景介紹
隨著微電子器件向小型化、高功率化和高速化發(fā)展，其產(chǎn)生的高熱量必須盡快移除，使其在安全的操作溫度下工作，否則容易降低器件的性能，嚴(yán)重影響器件的可靠性和使用壽命。用于微電子器件的熱界面材料主要有導(dǎo)熱膏、相變化材料和低熔點(diǎn)合金，其中低熔點(diǎn)合金具有更好的散熱效果，可以有效地將器件產(chǎn)生的熱量傳遞至外部環(huán)境。以銦、鉍、錫、鋅等金屬組成的易熔煉合金，具有較好的導(dǎo)熱能力，是很有潛力的熱界面材料。但是低熔點(diǎn)合金的機(jī)械加工性能較差，在擠壓成薄帶時(shí)容易發(fā)生破裂。而且低熔點(diǎn)合金在使用的時(shí)候容易發(fā)生泄漏，導(dǎo)致導(dǎo)熱能力下降，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致器件短路失效。石墨烯材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能，而且具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。將其加入低熔點(diǎn)合金能進(jìn)一步提升其物理性能，特別是改善其機(jī)械加工性能不足、容易發(fā)生漏液的缺點(diǎn)。)
應(yīng)用前景
該類產(chǎn)品適用于中高端散熱體系，替代傳統(tǒng)導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱墊片等熱界面材料，潛在市場巨大。 )
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