[发明专利]石墨烯金属复合散热翅片、散热器、制备方法

说明书

本发明提供石墨烯金属复合散热翅片的制备方法，包括：采用沉积法在石墨烯导热片表面沉积金属层，得到金属化石墨烯导热片；在每两片金属化石墨烯导热片之间涂覆第一连接剂并加热，形成至少一层的金属化石墨烯导热片‑第一连接层‑金属化石墨烯导热片的堆叠夹心结构；冷却上述堆叠夹心结构得到石墨烯金属复合散热翅片。本发明还提供石墨烯金属复合散热翅片、散热器及其制备方法。本发明采用在石墨烯导热片上气相沉积金属层并通过第一连接层连接，使得多层石墨烯紧密结合。

技术领域

本发明涉及散热材料技术领域，具体涉及石墨烯金属复合散热翅片及其制备方法、散热器及其制备方法。

背景技术

散热器是设备散热系统中重要的、基础的散热材料/设备之一，通过增加散热面积，增强散热能力将热源产生的热量快速传递出去，目前广泛应用于各类散热系统中。散热器一般采用金属铝、铜制备，少部分由陶瓷、非金属材料制备。用于制备散热器的材料需要有较好的导热性能，同时需要具备良好的机械强度，以满足加工和安装需求。目前应用最广泛的是铝合金散热器，具有质量轻，散热效果较好的优点。而随着行业的发展，大功率，集成化成为趋势，对散热材料及散热器提出了更高的要求，传统的金属散热器已越来越难以满足散热需求。大功率、集成化的产品需求更高功率的散热器，兼具轻量化和散热效率的散热器。金属散热器的散热效率和轻量化都不能满足需求。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种石墨烯金属复合散热翅片的制备方法，包括：

采用沉积法在石墨烯导热片表面沉积金属层，得到金属化石墨烯导热片；

在每两片金属化石墨烯导热片之间涂覆第一连接剂，形成至少一层的金属化石墨烯导热片-第一连接剂-金属化石墨烯导热片的堆叠夹心结构；

将所述至少一层的金属化石墨烯导热片-第一连接剂-金属化石墨烯导热片的堆叠夹心结构进行加热，使得第一连接剂融化，形成至少一层的金属化石墨烯导热片-第一连接层-金属化石墨烯导热片的堆叠夹心结构；

冷却所述至少一层的金属化石墨烯导热片-第一连接层-金属化石墨烯导热片的堆叠夹心结构，得到石墨烯金属复合散热翅片。

根据本发明的一个方面，制备所述石墨烯金属复合散热翅片所需的金属化石墨烯导热片的片数根据石墨烯金属复合散热翅片的厚度要求调整。

根据本发明的一个方面，所述金属层的成分为银、镍、铜、钛、锡、铟、铋、锌、锆和铬中的一种或多种的组合。

根据本发明的一个方面，所述石墨烯导热片为面内定向排列的石墨烯导热片。面内定向是指石墨烯导热片内的石墨烯沿着石墨烯导热片的X-Y面呈现书页式堆叠结构的排列。

根据本发明的一个方面，所述沉积法为PVD或CVD。

PVD(物理气相沉积)是将靶材(金属)气化成原子态金属或离子态金属，然后沉积到基体上形成一层金属层。

Cvd是将含目标金属的化合物进行热分解反应形成原子态金属或离子态金属，然后沉积到基体上形成一层金属层。气相沉积的优点是工艺过程简单，容易实现，对石墨烯导热片本体基本没有影响。

根据本发明的一个方面，所述第一连接剂为低温焊膏、高温焊膏和金属焊粉中的一种或多种。

根据本发明的一个方面，所述石墨烯导热片的厚度为8μm～300μm，石墨烯导热片厚度越薄越软，极易变形，不能进行机械操作，而大于300μm则层间结合力偏小不能满足制作散热翅片的要求，优选地，所述石墨烯导热片的厚度为40μm～200μm。

根据本发明的一个方面，所述金属层的厚度为2μm～10μm，金属层厚度低于2μm，则层间结合力会较差，而超过10μm则会增加热阻，影响导热效果，优选地，所述金属层的厚度为5μm。