高导热石墨-金属复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热石墨‑金属复合材料及其制备方法，所述制备方法包括提供一基体，在基体上设置一个子预制块，子预制块包括层叠设置于基体的第一石墨层、金属层和第二铝层，基体为第一铝层，金属层设置有贯穿的通孔，金属层的熔点高于铝的熔点，金属层的金属原子与铝原子形成的合金的熔点不高于铝的熔点，得到预制块；将预制块于500℃～750℃下进行热压烧结，使第一铝层和第二铝层熔化形成铝液，铝液穿过通孔与金属层中的至少部分金属原子结合形成合金液，铝液和合金液填充于第一石墨层中石墨之间的间隙处形成金属骨架，得到高导热石墨‑金属复合材料，该高导热石墨‑金属复合材料中包括石墨带层和复合层，强度和热导率高、热膨胀系数可控。

【技术实现步骤摘要】
高导热石墨-金属复合材料及其制备方法
本专利技术涉及导热材料
，特别是涉及高导热石墨-金属复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子产业的快速发展，功率器件的单位热密度越来越高，所以导热材料的散热效果显得尤为重要。传统的导热材料中，如铜和铝等金属导热材料具有易加工、高导热等性能，被各工业广泛使用。但是，金属导热材料的热膨胀系数较高(17×10-6～23×10-6/K)，导致其难以和电子芯片的热膨胀系数相匹配。为了降低金属导热材料的热膨胀系数，通常在金属导热材料中加入高热导、高强度的第二相颗粒，如碳化硅、金刚石等制备得到复合材料。其中，碳化硅-铝基复合材料具有较高的强度，但热导率低，只有150W/m·K～300W/m·K，不能满足电子元件对热沉材料散热性能的要求。金刚石-铝复合材料虽然热导率可以达到450W/m·K～560W/m·K，但高质量分数的超高硬度金刚石的使用使得复合材料难以加工，不具备大规模商业应用价值。虽然石墨具有热导率高、低热膨胀系数、质轻等优点，但是，由于石墨的脆性特征，较低的强度难以满足器件的加工要求，限制了其工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括：/n提供一基体，在所述基体上设置一个子预制块，所述子预制块包括层叠设置于所述基体的第一石墨层、金属层和第二铝层，所述基体为第一铝层，所述金属层设置有贯穿的通孔，所述金属层的熔点高于铝的熔点，所述金属层的金属原子与铝原子形成的合金的熔点不高于铝的熔点，得到预制块；/n将所述预制块于500℃～750℃下进行热压烧结，以使所述第一铝层和所述第二铝层熔化形成铝液，所述铝液穿过所述通孔而与所述金属层中的至少部分金属原子结合形成合金液，并且，所述铝液和所述合金液填充于所述第一石墨层中石墨之间的间隙处而形成金属骨架，得到高导热石墨-金属复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供一基体，在所述基体上设置一个子预制块，所述子预制块包括层叠设置于所述基体的第一石墨层、金属层和第二铝层，所述基体为第一铝层，所述金属层设置有贯穿的通孔，所述金属层的熔点高于铝的熔点，所述金属层的金属原子与铝原子形成的合金的熔点不高于铝的熔点，得到预制块；
将所述预制块于500℃～750℃下进行热压烧结，以使所述第一铝层和所述第二铝层熔化形成铝液，所述铝液穿过所述通孔而与所述金属层中的至少部分金属原子结合形成合金液，并且，所述铝液和所述合金液填充于所述第一石墨层中石墨之间的间隙处而形成金属骨架，得到高导热石墨-金属复合材料。


2.根据权利要求1所述的高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述子预制块的数量为多个，多个所述子预制块依次层叠设置于所述基体上。


3.根据权利要求1或2所述的高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述预制块中，所述第一石墨层的质量分数为40％～70％，所述第一铝层和所述第二铝层之和所占的质量分数为10％～40％，所述金属层的质量分数为10％～30％。


4.根据权利要求3所述的高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一铝层和所述第二铝层的厚度均为6μm～500μm。


5.根据权利要求3所述的高导热石墨-金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属层的厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛晨，张琼，马洪兵，曾凡坤，何强，江南，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33