[发明专利]金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料及其制备方法，本发明的金刚石增强熔融合金高导热材料是由以下质量份的原料：熔融合金40~100份，金刚石颗粒30~80份，金属钨10~20份，稀释剂10~20份组成；依次将金刚石颗粒进行表面处理，在其表面镀覆钨层，再加入液体金属中得到金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料。采用本发明的技术方案一方面提高金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料的界面结合强度，另一方面有利于金刚石颗粒更好的分散在液体金属中，提高其导热性能，操作简单，导热率高，热稳定性高，可用于电器、电子封装材料散热等领域。

主权项

1.一种金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料的制备方法，其特征在于：采用如下步骤制备：（1）制备过氧钨酸溶胶‑凝胶，将纯度99.9%的金属钨颗粒缓慢溶解于30%过氧化氢溶液中，连续搅拌，通过浸泡水浴保持在5‑15℃；当反应结束时，溶液变成牛奶状；将铂片浸入溶液中以减少过量的过氧化氢，接着加入15ml乙醇和4ml冰醋酸，最后溶液在55~70℃下回流10~12h，直到得到稳定的过氧钨酸溶胶‑凝胶，通过加入10~20质量份稀释剂来降低所述过氧钨酸溶胶‑凝胶的浓度；（2）制备表面沉积纳米尺度钨层的金刚石颗粒，将30~80质量份粒径80~200μm金刚石颗粒放入蒸馏水中超声波振荡1h清除表面上的杂质，然后用50~70%硝酸处理，再用蒸馏水洗涤并干燥，最后将处理过的金刚石颗粒加入所述过氧钨酸溶胶‑凝胶中，搅拌10min，然后过滤并在60℃下干燥6h，在20%的H₂‑Ar气体中，在700‑950℃下进行热处理30min，得到表面沉积纳米尺度钨层的金刚石颗粒；（3）制备熔点60~100℃的40~100质量份熔融合金，在隔绝空气条件下，将48~58%质量百分比金属镓加热至熔化；往熔化的镓中慢慢加入28~35%质量百分比金属铟，同时边加热边缓慢搅拌；待铟全部溶解于镓中，再添加3~5%质量百分比金属铋，边加热边搅拌，直至铋全部溶解；再加入1.8~3%质量百分比铁、镁和5~8%质量百分比锡，加热并缓慢搅拌，直至合金成熔融状态得到熔融合金；所述熔融合金在300~330°C恒温条件下缓慢搅拌1h，确保金属充分熔合；（4）制备金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料，将所述熔融合金加热至950℃，然后按熔融合金与表面沉积纳米尺度钨层的金刚石颗粒按体积比3~5：1进行混合，边加热边搅拌，直至合金熔融成膏状，自然冷却，得到金刚石颗粒增强熔融合金热界面材料。