The invention discloses a SiC/graphite film laminated composite material for thermal management and a preparation method thereof. The composite material is composed of 10-50% SiC reinforcing phase and 50-90% graphite film matrix phase in volume fraction. Graphite film and SiC are alternately distributed layer by layer in the composite material and present perfect orientation arrangement. The preparation method comprises a SiC ceramic layer coated on the surface of graphite film and a SiC ceramic layer coated on the surface. The stacking and pre-pressing of graphite film layer by layer, vacuum hot-pressing sintering of pre-formed samples and subsequent treatment of sintered samples are completed in four steps. The preparation method effectively solves the problems of Sintering Densification difficulty of traditional SiC/graphite composites and low interfacial bonding strength between SiC and graphite. The SiC/graphite film laminated composite prepared by the method of the present invention not only has high thermal conductivity in parallel laminar direction, but also can obtain thermal expansion coefficient matching with the packaging substrate in vertical laminar direction, and has low density and high strength. It is a new type of thermal management material with great application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料及其制备方法
本专利技术涉及功能材料及其制备方法,特别涉及一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来,随着电子元/器件向高集成化、小型化及轻量化方向迈进,用于热管理的各向异性石墨材料的研究取得了巨大进展。目前研究较多的主要是高取向石墨材料,其所用原料通常为石墨纤维、鳞片石墨等。如文献“Laminatesqueezecastingofcarbonfiberreinforcedaluminummatrixcomposites”(MaterialsandDesign.67(2015)154-158)、文献“In-planethermalenhancementbehaviorsofAlmatrixcompositeswithorientedgraphiteflakealignment”(Composites:PartB70(2015)256-262)等。已有研究表明,石墨在材料中的取向程度以及界面热阻是影响高取向石墨材料导热性能的重要因素。石墨取向程度越高,界面热阻越小,材料的热导率就越高。然而,由于石墨纤维、鳞片石墨等原料在高取向石墨材料中不能呈现完美取向且存在界面热阻,因此不能充分发挥这些石墨原料的导热性能优势,从而使得制备出的高取向石墨材料导热性能低于理论预期。高结晶度石墨膜具有取向度高、石墨化度高、厚度可控、平面尺寸大、沿层方向热导率高(~1800W·m-1·K-1)、成本低等优点,其作为一种新型的二维高导热材料,自问世起就受到国内外研究者的关注,并已在计算机、手机等高产热量但又急需散热的电 ...
【技术保护点】
1.一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料,其特征在于:按体积分数计,由10~50%的SiC陶瓷相和50~90%的石墨相组成的块体结构,其中SiC陶瓷层均匀包覆在石墨膜的表面,石墨膜和SiC陶瓷层在复合材料中逐层交替分布并呈现完美取向排列。
【技术特征摘要】
1.一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料,其特征在于:按体积分数计,由10~50%的SiC陶瓷相和50~90%的石墨相组成的块体结构,其中SiC陶瓷层均匀包覆在石墨膜的表面,石墨膜和SiC陶瓷层在复合材料中逐层交替分布并呈现完美取向排列。2.一种如权利要求1所述的热管理用SiC/石墨膜层状复合材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:第一步,通过熔盐法在石墨膜表面涂覆SiC陶瓷层,得到表面包覆SiC陶瓷层的石墨膜;第二步,将表面包覆SiC陶瓷层的石墨膜采用逐层堆叠的方式置于石墨模具内,并在压力为20MPa下预压成型,得预成型试样;第三步,将预成型试样在真空度低于1Pa、烧结温度为1800~2000℃、烧结压力为30~50MPa、保温2h进行真空热压烧结,随炉冷却后得到块体材料;第四步,去除真空热压烧结所得块体材料侧面包覆的SiC陶瓷层得到热管理用SiC/石墨膜层状复合材料。3.如权利要求2所述的热管理用SiC/石墨膜层状复合材料的制备方法,其特征在于,所述第一步熔盐法涂覆S...
【专利技术属性】
技术研发人员:张阔,马莹,王栓强,唐健江,
申请(专利权)人:西安航空学院,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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