一种散热结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，尤其是一种散热结构，其从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球‑高分子复合材料，厚度均为10～500μm。本发明专利技术通过改进散热结构，利用辐射冷却的原理使散热效果更佳。

A heat dissipation structure and its preparation method

The invention relates to the technical field of new materials, in particular a heat dissipation structure, from inside to outside, including heat conduction layer, nanometer adiabatic layer and diamond like film layer. The nano heat insulating layer material for nano porous SiO2 glass polymer composite materials, the thickness is 10 ~ 500 m. By improving the heat dissipation structure, the invention makes use of the principle of radiation cooling to make the heat dissipation better.

【技术实现步骤摘要】
一种散热结构及其制备方法
本专利技术涉及新材料
，尤其是一种散热结构及其制备方法。
技术介绍
目前，电子器件如笔记本电脑、平板电脑、手机等已经深入至人们生活的各个方面。电子器件固然非常方便，但是使用时间长了以后会出现发热的现象。这种热量若得不到及时有效地疏导分散，不仅影响器件的正常运行，严重时会引发器件爆炸的后果。人们希望找到一种散热结构能够同时解决现有的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种散热结构，其从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。进一步地，所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物形成的复合材料，所述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1。进一步地，所述纳米微孔SiO2玻璃球的粒径为1～100μm，孔径为1～6nm，比表面积达360～700m2/g。进一步地，所述纳米绝热层厚度为10～500μm。进一步地，所述导热层的材质为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。进一步地，所述类金刚石薄膜层厚度不大于10μm。本专利技术还提供这种散热结构的制备方法，包括如下步骤：提供一金属导热层；将纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物混合，喷涂在所述导热层的表面，固化后形成纳米绝热层；其中，述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1；利用微波等离子体化学气相沉积方法，在反应腔中通入甲烷、氢气和氧气的混合气体，控制温度400℃、功率1.5kw～4kw,气压20～45mbar，在所述纳米绝热层上形成类金刚石薄膜层。进一步地，所述混合气体中：所述甲烷、氢气和氧气分别为12sccm、400sccm、4sccm。进一步地，所述类金刚石薄膜的镀膜时间为60min。进一步地，所述微波等离子体化学气相沉积方法中，控制微波频率为915MHz。进一步地，所述第一纳米绝热层和/或第一纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料。本实施例还提供一种透光材料，其从内至外包括：透明工件、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。有益效果：本专利技术通过利用纳米微米SiO2玻璃球、4-甲基戊烯聚合物和高导热效率的Ag形成改进散热结构，具有辐射冷却的性能；再利用高硬度的类金刚石薄膜保护散热结构，能够经久耐用。附图说明图1为本专利技术实施例1散热结构的结构示意图。图2为本专利技术的散热结构散热效果图。具体实施例方式下面，将结合具体实施例对本专利技术作详细说明。实施例1本实施例利用纳米微米SiO2玻璃球材料和金属导热材料形成散热结构，起到迅速降温的作用。本实施例提供一种散热结构10，包覆在一需要散热的工件5上，如图1所示，这种散热结构10形成在工件5的外侧。其中，工件可例如为电子器件或其他需要散热的物件。本实施例的散热结构10从内至外包括：导热层2、纳米绝热层3和类金刚石薄膜层4。其中，所述导热层2是与需要散热的工件(例如电子器件)直接接触，定义导热层2面向电子器件的一侧为内侧。导热层2材质优选为导热金属，例如为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。本实施例采用Ag为例，在兼顾成本控制的前提下，Ag的厚度可以适当增加，导热效果也将增加。这种结构中导热层一方面能吸收能够电子器件散发的热量，另一方面能反射各种电磁波，阻隔电磁波的导热干扰，进一步阻止外界热量重新进入。所述纳米绝热层3的材质可例如为纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料材料。其中，高分子材料优选为4-甲基戊烯(4-methylpentene-1)的聚合物(俗称TPX)，具有高耐热性、低比重、高透光率等特点，密度：0.82-0.83；吸水率：0.01％；熔点：240℃；维卡软化点160℃～170℃；收缩率：1.5％～3.0％；透光率：90％～92％。而所述纳米微孔SiO2玻璃球材料选用粒径为1～100μm，孔径为1～6nm，比表面积达360～700m2/g范围的多种纳米级微孔SiO2玻璃球。在TPX中混入纳米微孔SiO2玻璃球，得到的复合材料能够具有阻隔红外线的功能。在本实施例中，优选纳米微孔SiO2玻璃球的体积占所述TPX的体积为5～10％，按照该比例将两者混合均匀、固化后形成厚度为10～500μm的纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料作为纳米绝热层。结合有导热层的复合材料具有辐射冷却的性能，对红外线具有高达90％以上的反射率，能够将吸收到的热量作为红外线向外部环境辐射。因此，覆盖有本专利技术散热结构的物体，内部则通过导热层将热量带出外部，外部一方面阻隔红外线对物体的二次加热，另一方面纳米绝热材料将吸收的热量转为红外线进行辐射冷却，使得热量的传递始终保持从内向外的单向传递，散热效果更佳。进一步地，在面向外界的所述纳米绝热层3表面形成类金刚石薄膜层4，厚度不大于10μm。类金刚石薄膜具有高硬度、高透光率，能够保护纳米绝热层不受损坏。下面结合对照实验，验证本实施例散热结构的散热效果。实验条件，准备两杯100℃的水装入直径为9cm的圆柱状透明玻璃水杯(顶部有盖密封)A、B作为装有散热材料的密封腔体，A玻璃水杯的侧面外表面包覆本实施例的散热结构、B玻璃水杯则无包覆，均置于室温为23℃的环境下自然冷却。从图2可以看到，A玻璃水杯的降温速度有所提升，在高温领域的应用，特别是电器元件表面发热时的冷却情况，效果会更明显。下面介绍这种散热结构的制备方法，包括如下步骤：步骤1：提供一工件，该工件可以是需要覆盖散热结构的工件表面，也可以是散热结构形成的承载件后续再粘合在需要散热的工件上。例如，该工件可以是塑料、玻璃等。在所述工件上形成导热层20，本实施例优选为Ag。导热层20可通过物理气相沉积技术制备形成，厚度为0.5～10μm。步骤2：按照纳米微孔SiO2玻璃球的体积占所述TPX的体积为5～10％，将纳米微孔SiO2玻璃球与TPX混合，通过喷涂装置喷涂在所述导热层的表面，经过固化、冷却等工序获得纳米绝热层，厚度为10～500μm。步骤3：将形成有导热层20、纳米绝热层30的工件置于反应腔中，在反应腔中按照体积流量比为3：100：1通入甲烷、氢气和氧气的混合气体。优选地，在本实施例中控制甲烷、氢气和氧气的标准气体流量分别为：甲烷12sccm和氢气400sccm，氧气4sccm。进一步地，控制反应条件：微波频率915MHZ、温度400℃、微波功率1.5kw～4kw、气压20～45mbar，在所述透明工件下表面形成亲水性类金刚石薄膜。具体地，亲水性类金刚石薄膜的镀膜速度优选为45～60min沉积1μm，形成厚度接近5μm(最大厚度不超过10μm)的类金刚石薄膜层。本专利技术通过改进散热结构，可以与需要散热的工件一体成型，也可以粘合在需要散热的工件表面。工件表面的热量通过导热层从内向外传导，而纳米绝热层能够阻隔外界红外线的入射，防止红外线对工件进行二次加热。且高硬度的外保护膜使得这种散热结构还很经久耐用。这种透明材料可应用饭盒、医用器件甚至窗户、玻璃幕墙等场景中。例如，一般窗户材质为玻璃，玻璃能够阻隔大部分的紫外线、而几乎对红外线没有阻隔作用，随着红外线进入越来越多，玻璃内的温度会升高，即为“温室效应”。本实施例提供的透明材料，其纳米绝热层对红外线具有高反射效率，阻隔红外线的进入而同时辐射冷却，有效维持玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热结构，其特征在于，从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种散热结构，其特征在于，从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。2.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物形成的复合材料，所述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1。3.根据权利要求2所述散热结构，其特征在于，所述纳米微孔SiO2玻璃球的粒径为1～100μm，孔径为1～6nm。4.根据权利要求1或2或3所述散热结构，其特征在于，所述纳米绝热层厚度为10～500μm。5.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述导热层的材质为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。6.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述类金刚石薄膜层厚度不大于10μm。7.一种散热结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，
申请(专利权)人：深圳市科益实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44