高热容液态金属导热材料及其制备方法、相变复合材料技术

本发明专利技术提供了一种高热容液态金属导热材料及其制备方法、相变复合材料。所述高热容液态金属导热材料由液态金属和相变复合材料组成，所述高热容液态金属导热材料中液态金属的体积分数为50％～80％，所述相变复合材料由相变材料与载体复合而成，所述相变材料占所述相变复合材料质量的65％～85％。所述制备方法包括制备相变复合材料；将相变复合材料与液体金属混合，得到高热容液态金属导热材料。本发明专利技术的高热容液态金属导热材料导热快，吸热大，热容高，能够阻止设备温度的急剧上升，又可使得设备上的热被快速传递散发，整体导热效果显著提高，制备方法简单，可以实现大规模生产。

High Heat Capacity Liquid Metal Thermal Conductive Materials and Their Preparation Method, Phase Change Composites

The invention provides a liquid metal heat conducting material with high heat capacity, a preparation method and a phase change composite material. The high heat capacity liquid metal thermal conductive material is composed of liquid metal and phase change composite material. The volume fraction of liquid metal in the high heat capacity liquid metal thermal conductive material is 50%-80%. The phase change composite material is composed of phase change material and carrier. The phase change material accounts for 65%-85% of the quality of the phase change composite material. The preparation method includes preparing phase change composite materials, mixing phase change composite materials with liquid metals to obtain high heat capacity liquid metal thermal conductive materials. The liquid metal thermal conductive material with high heat capacity of the present invention has fast heat conduction, large heat absorption and high heat capacity, can prevent the sharp rise of equipment temperature, and can also make the heat on the equipment be quickly transmitted and distributed, the overall thermal conductivity effect is significantly improved, the preparation method is simple, and large-scale production can be realized.

【技术实现步骤摘要】
高热容液态金属导热材料及其制备方法、相变复合材料
本专利技术涉及导热材料
，更具体地讲，涉及一种高热容液态金属导热材料及其制备方法、相变复合材料。
技术介绍
液态金属由于具有耐高温、不易挥发、高热导率，熔点低，在常温条件下可流动等特点，被广泛应用于散热系统中。但液态金属的比热容比较小，也就是它在单位温度下吸收的热量少，不能快速将设备或设施上的热带走，造成设备温度升高过快、过高，进而降低设备的性能或损坏设备。尤其是电子行业的电子仪器、高精密仪器及大功率设备和设施的散热体系，散热不及时，直接影响设备的性能。因此，如何提高液态金属的散热速度是本领域人员致力于解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种导热快、吸热大、热容高的液态金属导热材料。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种高热容相变金属复合材料，所述高热容液态金属导热材料可以由液态金属以及分散在液态金属的相变复合材料组成，所述高热容液态金属导热材料中液态金属的体积分数可以为50％～80％，所述相变复合材料可以由相变材料与载体复合而成，所述相变材料可以占所述相变复合材料质量的65％～85％。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述液态金属可以包括镓、汞、镓基合金或镓铟基合金，所述镓基合金可以是镓铝合金、镓锡合金或镓铟合金，所述镓铟基合金可以是镓铟锡合金。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述相变材料可以包括烷烃类、脂肪酸类、无机盐或金属合金。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述相变材料可以包括石蜡、硬脂酸、硝酸钠、硝酸钾、氯化铁、铟铬合金、锌铝合金、镁锌合金、锡或铋。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述载体可以包括金属、金属氧化物或聚合物。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述载体可以包括多孔金属氧化物微球或泡沫金属，所述多孔金属氧化物微球的直径小于20μm，所述多孔金属氧化物微球可以包括多孔WO3微球、多孔PbO微球、多孔SnO2微球或多孔HfO2微球，所述载体还可以为硅橡胶。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述相变复合材料可以为微米/纳米相变复合材料，所述微米/纳米相变复合材料可以为微米/纳米相变胶囊材料或无定形相变复合材料。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述相变材料与载体的复合可以为有机-无机相变复合材料、无机-无机相变复合材料或无机-有机相变复合材料。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述相变复合材料中的相变材料和载体可以通过物理或者化学方式进行复合。所述物理或者化学方式可以包括真空浸渍、吸附法制备或者电喷原位聚合。本专利技术的另一方面提供了一种高热容液态金属导热材料制备方法，所述制备方法可以包括以下步骤：制备相变复合材料；将所述相变复合材料与液态金属混合，得到高热容液态金属导热材料，其中，所述高热容液态金属导热材料中液态金属体积分数为50％～80％，所述相变复合材料由相变材料与载体复合而成，所述相变材料占所述相变复合材料质量的65％～85％。所述相变材料可以为烷烃类、脂肪酸类、无机盐或金属合金，所述载体可以为金属、金属氧化物或聚合物。本专利技术的再一方面提供了一种相变复合材料，所述相变复合材料可以由相变材料与载体复合而成，所述相变材料可以占相变复合材料质量的65％～85％，所述相变材料可以为烷烃类、脂肪酸类、无机盐或金属合金，所述载体可以为金属、金属氧化物或聚合物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术的高热容液态金属导热材料导热快，吸热大，热容高，能够阻止设备温度的急剧上升，又可使得设备上的热被快速传递散发，整体导热效果显著提高；所述制备方法简单，可以实现大规模生产。具体实施方式在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本专利技术的高热容液态金属导热材料及其制备方法、相变复合材料。具体来讲，针对本专利技术的高热容液态金属导热材料，一方面，液体金属热系数大，吸收热量快，能将热量快速传递给相变复合材料，由于相变复合材料具有大的相变热，相变过程可以吸收大量的热，同时保持使用其的设备温度不变，可以阻止设备温度的急剧上升，又可使得设备上的热被快速传递走；另一方面，本专利技术的相变复合材料类型及含量可以根据设备放热范围进行变化和调节，使得导热材料使用范围广，导热效率更高。本专利技术的一方面提供了一种高热容液态金属导热材料。在本专利技术的高热容液态金属导热材料的一个示例性实施例中，所述导热材料由液态金属和相变复合材料混合而成。所述相变复合材料可以分散在所述液态金属中，进一步的，均匀分散在所述液态金属中，有利于导热材料的吸热均匀。在本实施例中，所述高热容液态金属导热材料中的液态金属体积分数可以为50％～80％。在所述导热材料中，如果液态金属体积含量小于50％，会导致导热材料太粘稠不易流动；如果液体金属体积含量大于80％，会导致导热材料的吸热较小。进一步的，液体金属的体积分数可以为53％～76％，更进一步的，可以为59％～70％，例如，液态金属的体积比可以为57％，亦或者为73％。在本实施例中，所述相变复合材料可以由相变材料和载体复合而成。所述相变材料可以占所述相变复合材料质量的65％～85％。对于相变材料的含量而言，相变材料的含量小于65％会导致材料吸热较小，整体吸热效果差；如果相变材料的含量大于85％会超过载体多能承受复合，导致相变材料流失。进一步的，所述相变材料在相变复合材料的质量含量可以为67％～83％，更进一步，质量含量可以为69％～80％，例如，质量含量可以为72％，再例如，可以为79％。在本实施例中，所述相变材料与载体的复合可以为有机-无机相变复合、无机-无机相变复合或无机-有机相变复合，即所述相变复合材料可以是有机-无机相变复合材料、无机-无机相变复合材料或无机-有机相变复合材料。所述相变材料可以是有机物或者无机物，所述载体可以是有机物或者无机物。在本实施例中，所述液态金属可以为镓、汞、镓基合金或镓铟基合金等。当然，本专利技术的液态合金不限于此，所述液态合金还可以为其他低熔点合金，例如，汞合金等。所述镓基合金可以为镓铝合金、镓锡合金或镓铟合金等。所述镓铝合金可以为镓(0.5％～1.5％，质量分数)铝合金、镓(7％～9％)锡合金、镓(22％～26％)铟合金。例如，可以是镓(1％)铝合金、镓(8％)锡合金、镓(24％)铟合金。所述镓铟基合金可以是镓(10.5％～22.5％)铟(15％～17％)锡合金，例如，可以是镓(21.5％)铟(16％)锡合金。在本实施例中，所述相变复合材料可以为微/纳米相变复合材料。例如，微/纳米相变复合材料可以为微/纳米相变胶囊材料或无定形相变复合材料。采用微/纳米相变复合材料的颗粒小，接触面积大，相变复合材料的相变热大，能够促使液态金属从设备中快速吸收大量热，能够加速液态金属冷却设备的速度。在本实施例中，所述相变材料可以为烷烃类、脂肪酸类、无机盐或金属合金等。例如，所述相变材料可以为固体石蜡、硝酸钠、硝酸钾、铟铬合金、锌铝合金、镁锌合金、锡或者铋等。当然，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述高热容液态金属导热材料由液态金属以及分散在液态金属中的相变复合材料组成，所述高热容液态金属导热材料中液态金属的体积分数为50％～80％，所述相变复合材料由相变材料与载体复合而成，所述相变材料占所述相变复合材料质量的65％～85％。

【技术特征摘要】
1.一种高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述高热容液态金属导热材料由液态金属以及分散在液态金属中的相变复合材料组成，所述高热容液态金属导热材料中液态金属的体积分数为50％～80％，所述相变复合材料由相变材料与载体复合而成，所述相变材料占所述相变复合材料质量的65％～85％。2.根据权利要求1所述的高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述液态金属包括镓、汞、镓基合金或镓铟基合金。3.根据权利要求2所述的高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述镓基合金包括镓铝合金、镓锡合金或镓铟合金，所述镓铟基合金包括镓铟锡合金。4.根据权利要求1所述的高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述相变材料包括烷烃类、脂肪酸类、无机盐或金属合金。5.根据权利要求1或4所述的高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述相变材料包括石蜡、硬脂酸、硝酸钠、硝酸钾、氯化铁、铟铬合金、锌铝合金、镁锌合金、锡或铋。6.根据权利要求1所述的高热容液态金属导热材料，其特征在于，所述载体包括金属、金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，罗江山，付真金，陈淑芬，李婧，李洁，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51