本发明专利技术公开了一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料及其制造方法，该材料是按重量份计集成有规格为内径2nm‑4nm、外径6nm‑10nm、长度2μm‑10μm的多壁碳纳米管1.7份‑1.9份的总重量5.5份‑8份的石墨烯终制分散液，经喷润、干燥、GN/M＝30‑35且照射时间1ms的处理后获得的具有碳纳米管多根分散、立体弥散在石墨烯基体内的致密膜层，该膜层的水接触角118°‑123°，热导率4000W/m·K‑5500W/m·K。本发明专利技术无需更替现有散热材料、可提升整体散热效率、抗老化、憎水、适用范围广。
A manufacturing method of three-dimensional structure carbon nanotubes and graphene composite CPU cooling material
【技术实现步骤摘要】
一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法
本专利技术涉及电气装置用散热材料
，尤其涉及一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法。
技术介绍
CPU散热材料的技术已经当然成熟，但在极限工况中，仍有几个关键环节困扰着人们：一是散热效率极限的问题，无论多精巧的散热结构设计，CPU散热器受其材料所限，有着散热的极限效率，这就导致对于性能顶尖的、功耗较大的CPU来说，要么换装价格更昂贵、可靠性更差、维护更困难的复杂散热器，要么更替为传热效率更高的高成本导热材料；二是受限于常规散热结构的复杂性，随着使用时间的延长，其内由于空气中水、油性物质的附着，易吸附积尘，积尘过厚后会严重影响散热效率。因此，市面上急需一种无需更替现有散热材料、可提升整体散热效率、抗老化、憎水、适用范围广的立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料制造方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种无需更替现有散热材料、可提升整体散热效率、抗老化、憎水、适用范围广的立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法，包括以下步骤：1)原料准备①原材料准备：按重量份准备浓硫酸135份-140份、活性炭粉末6份-8份、多壁碳纳米管1.7份-1.9份、高锰酸钾16份-17份；2)低温阶段反应①装备冰水混合物组成的冰浴池；②将阶段1)步骤①准备的浓硫酸、活性炭粉末、多壁碳纳米管与去离子水800份-900份混合均匀后装入玻璃容器，然后将容器浸入步骤①准备的冰浴池内，保持容器内外溶液隔离，以30rpm/min-35rpm/min的搅拌速率机械搅拌2.5h-3h，获得低温预反应池；③将阶段1)步骤①准备的高锰酸钾以自身总重量计5％/min的添加速率缓慢均匀地投入步骤②获得的低温预反应池中，投入完成后继续以15rpm/min-20rpm/min的搅拌速率持续搅拌90min-100min，获得低温反应溶液；④将玻璃容器取出冰浴池，低温反应阶段结束，获得盛装反应产物A的玻璃容器；3)中温反应阶段①准备由水温恒定在36℃-38℃之间的温水组成的温水浴池；②将阶段2)步骤④获得的盛装反应产物A的玻璃容器浸入温水浴池中，保持容器内外溶液隔离，获得中温待反应溶池；③以120rpm/min-150rpm/min的搅拌速率持续搅拌步骤②获得的中温待反应溶池，持续80min-90min，获得中温反应溶液；④将玻璃容器取出温水浴池，中温反应阶段结束，获得盛装反应产物B的玻璃容器；4)高温反应阶段①准备由水温恒定在95℃-97℃之间的水组成的高温浴池；②将阶段3)步骤④获得的盛装反应产物B的玻璃容器浸入温水浴池中，保持容器内外溶液隔离，获得高温待反应溶池；③将重量份250份-300份的去离子水按自身总重量计5％/min的添加速率缓慢均匀地注入步骤②获得的高温待反应溶池中，然后静置反应45min-50min，获得高温反应溶液；④将玻璃容器取出高温浴池，高温反应阶段结束，获得盛装反应产物C的玻璃容器；5)材料分离①在盛装反应产物C的玻璃容器中再次注入重量份450份-500份的去离子水，离心洗涤直至反应产物C的PH值6.5-7.5，获得产物分散液；②将产物分散液盛装在喷口直径0.2mm-0.5mm的喷雾容器中，获得分散液喷雾器；③待用时，将分散液喷雾器均匀、完整覆盖地喷润在市售CPU散热结构的外表面，待自然干燥后采用照强度为GN/M＝30-35、照射时间1ms的闪光对干燥后的分散液进行处理，获得经所需立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料提升散热效率的CPU散热结构。上述的一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法中，多壁碳纳米管具体规格为内径2nm-4nm、外径6nm-10nm、长度2μm-10μm。一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料，该材料是按重量份计集成有规格为内径2nm-4nm、外径6nm-10nm、长度2μm-10μm的多壁碳纳米管1.7份-1.9份的总重量5.5份-8份的石墨烯终制分散液，经喷润、干燥、GN/M＝30-35且照射时间1ms的处理后获得的具有碳纳米管多根分散、立体弥散在石墨烯基体内的致密膜层，该膜层的水接触角118°-123°，热导率4000W/m·K-5500W/m·K。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术另辟蹊径，专利技术了一种复合材料分散液喷雾，可以应用在安装使用前的任何CPU散热装置上，无论其材质是铜、铝或其它合金均可适用，且无需再进行特殊处理、不会产生额外的费用，且本专利技术虽然制备成本不低，但由于使用时单位用量很少，整体性能价实际很高，经济性和适用性均良好。(2)由于本专利技术作为基体的石墨烯自身导热效率就高，其内集成的短碳纳米管由于其导热特性(碳纳米管轴向导热率甚至能到6000W/m·K左右，但管长越长且整体导热率越低)和其在石墨烯能杂乱、立体、弥散分布的结构能使得导热效率有更明显的提升且改善原热传导方向过于单一的问题，使散热更均匀，采用本专利技术优选的碳纳米管，实测本专利技术能在原散热材料散热效率的基础上额外提升其200W/m·K-250W/m·K的整体散热效率(将固化有本专利技术膜层的散热结构整体计算)。(3)本专利技术经闪光处理后，膜层表面会形成不规则的起伏结构，明显增大本专利技术与空气接触的比表面积，进一步提升散热效率。(4)本专利技术的膜层经固化和闪光处理后，水接触角118°-123°，具有良好的憎水性能，能在一定程度上保持散热结构表面的洁净，提升其使用寿命和稳定性。因此，本专利技术具有无需更替现有散热材料、可提升整体散热效率、抗老化、憎水、适用范围广的特性。具体实施方式实施例1：一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法，包括以下步骤：①原材料准备：按重量份准备浓硫酸1350g，活性炭粉末80g，规格为内径2nm-4nm、外径6nm-10nm、长度2μm-10μm的多壁碳纳米管19g，高锰酸钾170g；②将浓硫酸、活性炭粉末、多壁碳纳米管与去离子水8kg-9kg混合均匀后装入玻璃容器，将容器外表面浸入冰水混合物池内，以30rpm/min-35rpm/min的搅拌速率机械搅拌3h，再将高锰酸钾以自身总重量计8.5g/min的添加速率缓慢均匀地投入步骤②获得的低温预反应池中，投入完成后继续以15rpm/min-20rpm/min的搅拌速率持续搅拌90min-100min，获得低温反应溶液；③将盛装低温反应溶液的玻璃容器浸入由水温恒定在36℃-38℃之间的温水浴池中，以120rpm/min-150rpm/min的搅拌速率持续搅拌，持续80min-90min，获得中温反应溶液；④将盛装中温反应溶液的玻璃容器浸入水温恒定在95℃-97℃之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)原料准备/n①原材料准备：按重量份准备浓硫酸135份-140份、活性炭粉末6份-8份、多壁碳纳米管1.7份-1.9份、高锰酸钾16份-17份；/n2)低温阶段反应/n①装备冰水混合物组成的冰浴池；/n②将阶段1)步骤①准备的浓硫酸、活性炭粉末、多壁碳纳米管与去离子水800份-900份混合均匀后装入玻璃容器，然后将容器浸入步骤①准备的冰浴池内，保持容器内外溶液隔离，以30rpm/min-35rpm/min的搅拌速率机械搅拌2.5h-3h，获得低温预反应池；/n③将阶段1)步骤①准备的高锰酸钾以自身总重量计5％/min的添加速率缓慢均匀地投入步骤②获得的低温预反应池中，投入完成后继续以15rpm/min-20rpm/min的搅拌速率持续搅拌90min-100min，获得低温反应溶液；/n④将玻璃容器取出冰浴池，低温反应阶段结束，获得盛装反应产物A的玻璃容器；/n3)中温反应阶段/n①准备由水温恒定在36℃-38℃之间的温水组成的温水浴池；/n②将阶段2)步骤④获得的盛装反应产物A的玻璃容器浸入温水浴池中，保持容器内外溶液隔离，获得中温待反应溶池；/n③以120rpm/min-150rpm/min的搅拌速率持续搅拌步骤②获得的中温待反应溶池，持续80min-90min，获得中温反应溶液；/n④将玻璃容器取出温水浴池，中温反应阶段结束，获得盛装反应产物B的玻璃容器；/n4)高温反应阶段/n①准备由水温恒定在95℃-97℃之间的水组成的高温浴池；/n②将阶段3)步骤④获得的盛装反应产物B的玻璃容器浸入温水浴池中，保持容器内外溶液隔离，获得高温待反应溶池；/n③将重量份250份-300份的去离子水按自身总重量计5％/min的添加速率缓慢均匀地注入步骤②获得的高温待反应溶池中，然后静置反应45min-50min，获得高温反应溶液；/n④将玻璃容器取出高温浴池，高温反应阶段结束，获得盛装反应产物C的玻璃容器；/n5)材料分离/n①在盛装反应产物C的玻璃容器中再次注入重量份450份-500份的去离子水，离心洗涤直至反应产物C的PH值6.5-7.5，获得产物分散液；/n②将产物分散液盛装在喷口直径0.2mm-0.5mm的喷雾容器中，获得分散液喷雾器；/n③待用时，将分散液喷雾器均匀、完整覆盖地喷润在市售CPU散热结构的外表面，待自然干燥后采用照强度为GN/M＝30-35、照射时间1ms的闪光对干燥后的分散液进行处理，获得经所需立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料提升散热效率的CPU散热结构。/n...
【技术特征摘要】
1.一种立体结构碳纳米管与石墨烯复合CPU散热材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原料准备
①原材料准备：按重量份准备浓硫酸135份-140份、活性炭粉末6份-8份、多壁碳纳米管1.7份-1.9份、高锰酸钾16份-17份；
2)低温阶段反应
①装备冰水混合物组成的冰浴池；
②将阶段1)步骤①准备的浓硫酸、活性炭粉末、多壁碳纳米管与去离子水800份-900份混合均匀后装入玻璃容器，然后将容器浸入步骤①准备的冰浴池内，保持容器内外溶液隔离，以30rpm/min-35rpm/min的搅拌速率机械搅拌2.5h-3h，获得低温预反应池；
③将阶段1)步骤①准备的高锰酸钾以自身总重量计5％/min的添加速率缓慢均匀地投入步骤②获得的低温预反应池中，投入完成后继续以15rpm/min-20rpm/min的搅拌速率持续搅拌90min-100min，获得低温反应溶液；
④将玻璃容器取出冰浴池，低温反应阶段结束，获得盛装反应产物A的玻璃容器；
3)中温反应阶段
①准备由水温恒定在36℃-38℃之间的温水组成的温水浴池；
②将阶段2)步骤④获得的盛装反应产物A的玻璃容器浸入温水浴池中，保持容器内外溶液隔离，获得中温待反应溶池；
③以120rpm/min-150rpm/min的搅拌速率持续搅拌步骤②获得的中温待反应溶池，持续80min-90min，获得中温反应溶液；
④将玻璃容器取出温水浴池，中温反应阶段结束，获得盛装反应产物B的玻璃容器；
4)高温反应阶段
①准备由水温恒定在95℃-97℃之间的水组成的高温浴池；
②将阶段3)步骤④获得的盛装反应产物B的玻璃容器浸入温水浴池中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张敬敏，
申请(专利权)人：追信数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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