高热导率的石墨烯复合材料、制备方法及其制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于微电子材料技术领域，具体涉及高热导率的石墨烯复合材料、制备方法及其制备装置。该石墨烯复合材料包括定向排列多层石墨烯有机混合物，相邻两层石墨烯中石墨烯纳米片排列方向垂直，所述定向排列多层石墨烯有机混合物由非氧化石墨烯层状堆叠体与热熔胶制备而成。本发明专利技术通过控制磁场和热场分布，制备基体内的石墨烯呈网状分布的材料，改变热量在材料内的传递路径，采用该方法制备的材料可大幅提高有机材料的导热速率。

Graphene composites with high thermal conductivity, preparation method and preparation device

The invention belongs to the technical field of microelectronic materials, in particular to graphene composite materials with high thermal conductivity, a preparation method and a preparation device thereof. The graphene composite material comprises a directionally arranged multilayer graphene organic mixture, in which the graphene nanosheets in the adjacent two layers of graphene are arranged vertically. The directionally arranged multilayer graphene organic mixture is prepared from a layered stack of non-oxidized graphene and a hot melt adhesive. By controlling the distribution of magnetic field and thermal field, the material with graphene network distribution in the matrix is prepared, and the heat transfer path in the material is changed. The material prepared by this method can greatly improve the thermal conductivity of the organic material.

【技术实现步骤摘要】
高热导率的石墨烯复合材料、制备方法及其制备装置
本专利技术属于微电子材料
，涉及定向石墨烯材料，具体涉及高热导率的石墨烯复合材料、制备方法及其制备装置。
技术介绍
随着微电子集成与组装技术的飞速发展和电力电气绝缘领域对高电压的越来越高的要求以及其他相关领域的飞速发展，电子元器件和逻辑电路的体积成千万倍地缩小，而工作频率急剧增加，此时电子设备所产生的热量迅速积累和增加，工作环境温度也向高温方向迅速变化。为保证电子元器件长时间高可靠地正常工作，必须阻止工作温度的不断升高，因此及时散热能力就成为影响其使用寿命的重要因素，迫切需要研制高导热性能的材料。目前常用的导热材料大多为铜、铝等金属材料，近年来一些复合导热材料如导热塑料等由于其易塑性，重量轻，成本低以及高绝缘性等优点被尝试应用于LED以及锂电池散热等领域相关产品中。目前已公开的导热塑料相关专利大多以金属氧化物陶瓷粉体、碳纤维以及石墨作为掺杂物，由于其热导率小(氧化物陶瓷粉等体热导率小于100W/(m·K))，掺杂量受限(碳纤维和石墨掺杂量过高会导致提高其导电性能)等因素导致最终复合而成的导热塑料热导率不到10W/(m·K)。石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热导率的石墨烯复合材料，其特征在于，包括定向排列多层石墨烯有机混合物，相邻两层石墨烯中石墨烯纳米片排列方向垂直；所述定向排列多层石墨烯有机混合物由非氧化石墨烯层状堆叠体与热熔胶制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种高热导率的石墨烯复合材料，其特征在于，包括定向排列多层石墨烯有机混合物，相邻两层石墨烯中石墨烯纳米片排列方向垂直；所述定向排列多层石墨烯有机混合物由非氧化石墨烯层状堆叠体与热熔胶制备而成。2.一种高热导率的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高能态石墨鳞片分散于分散剂中，利用直接液相剥离法制备非氧化还原的石墨烯纳米片分散液；(2)将步骤(1)制得的石墨烯纳米片分散液与热熔胶混合，搅拌均匀，脱气制得石墨烯有机混合物；(3)将步骤(2)中制得的石墨烯有机混合物逐层固化，在固化过程中外加定向磁场，每层石墨烯有机混合物固化时磁场方向改变，使相邻两层固化混合物中石墨烯纳米片排列方向垂直；(4)重复步骤(3)，制得内部石墨烯层间垂直排列的高热导率的石墨烯复合材料。3.根据权利要求2所述的高热导率的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中直接液相剥离法，包括以下步骤：利用高能态石墨鳞片在微波的作用下发生层间膨胀，将获得的膨胀石墨和聚乙烯吡咯烷酮按照1:100的质量比，同时按照膨胀石墨和N-甲基吡咯烷酮质量体积比为1～2mg/L将两者混合；连续超声48～72个小时，静置过夜，次日取上层，在7000r/min下离心1小时，吸取清液后继续超声12小时，获得最终产物石墨烯纳米片分散液。4.根据权利要求2所述的高热导率的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中石墨烯纳米片分散液与热熔胶的质量比为0.101:1。5.根据权利要求2所述的高热导率的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌时间1～2小时，静置1～3小时脱除混合物中的气泡。6.根据权利要求2所述的高热导率的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中石墨烯有机混合物逐层固化，固化过程具体包括以下步骤：在外加磁场调节下，容器中下层石墨烯有机混合物固化后形成定向排列多层石墨烯有机混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：田博，王洪炜，李俊竺，董豪聪，姜小川，
申请(专利权)人：厦门十一维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35