[发明专利]一种导热相呈分形结构的高导热体系设计与制备方法

权利要求书

1.一种导热相呈分形结构的高导热体系，其特征在于：该高导热体系由高导热导热相和高导热基体构成，高导热导热相由具有分形结构的导热相单元组成；所述的导热相单元具有2~4级分形结构，分形结构之间的尺寸比为2~20；所述的分形结构的形状为树枝状结构或雪花状结构，导热相的结构具有整体或局部的自相似性。

2.根据权利要求1所述的导热相呈分形结构的高导热体系，其特征在于：所述的分形结构的分形维数为2~100。

3.根据权利要求1所述的导热相呈分形结构的高导热体系，其特征在于：相邻两级分形结构之间通过低热阻界面冶金结合，或同质材料的原位生长结合。

4.根据权利要求1所述的导热相呈分形结构的高导热体系，其特征在于：所述的导热相材料选自：金刚石颗粒、碳化硅颗粒、氮化硼、氮化铝、石墨烯、碳纳米管、表面金属化的金刚石颗粒、表面金属化的碳化硅颗粒、表面金属化的氮化硼或表面金属化的氮化铝；所述的高导热基体为铜或铝。

5.根据权利要求4所述的导热相呈分形结构的高导热体系，其特征在于：所述的导热相材料选自纳米金刚石或表面金属化的纳米金刚石。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的导热相呈分形结构的高导热体系的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先将一级导热相材料、二级导热相材料和高温粘结剂混合均匀，得到具有第一层分形结构的导热相；

（2）再将步骤（1）得到的分形结构物理气相沉积、化学气相沉积或原位生长三级导热相材料，得到具有第二层分形结构的导热相；

（3）将具有分形结构的导热相与高导热基体，加压致密化。

7.根据权利要求6所述的导热相呈分形结构的高导热体系的制备方法，其特征在于：在步骤（2）之后，增加如下步骤：将步骤（2）得到的分形结构物理沉积或原位生长四级导热相材料，得到具有第三层分形结构的导热相。

8.根据权利要求6或7所述的导热相呈分形结构的高导热体系的制备方法，其特征在于：一、二级导热相材料为金刚石颗粒、碳化硅颗粒、氮化硼、氮化铝、表面金属化的金刚石颗粒、表面金属化的碳化硅颗粒、表面金属化的氮化硼或表面金属化的氮化铝；三、四级导热相材料为石墨烯或碳纳米管；相邻两级分形结构的导热相材料的质量比为1:1~9:1；所述的高温粘结剂为磷酸盐，加入量为0.5~2wt%。

9.根据权利要求8所述的导热相呈分形结构的高导热体系的制备方法，其特征在于：一、二级导热相材料为纳米金刚石或表面金属化的纳米金刚石。

10.根据权利要求6所述的导热相呈分形结构的高导热体系的制备方法，其特征在于：采用真空热压法或真空压力熔渗法制备高导热体系。