一种添加有V元素的铜-金刚石复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种添加有V元素的铜

【技术实现步骤摘要】
一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜
‑
金刚石复合材料
，具体涉及一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子元器件的小型化和集成化导致功率器件的热流密度急剧增加，相应地要求电子封装材料具有高的热导率，以便提高热控系统的散热能力。金刚石是自然界中热导率最高的材料，金属铜也具有高的热导率，因此金刚石颗粒分散铜基(铜/金刚石)复合材料具有很好的导热潜力。
[0003]现有的铜
‑
金刚石复合材料热导率差，同时耐磨性也不是很高，为了对其协调改进，而不使其任一性能变差，基于此，本专利技术对其进行协调改进处理。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，包括以下重量份原料：
[0007]铜20
‑
30份、金刚石5
‑
10份、碳纳米管改性钒复合料2
‑
6份、钛1
‑
3份、稀土复合剂0.2
‑
0.6份、表面处理液35
‑
45份。
[0008]优选地，所述铜
‑
金刚石复合材料包括以下重量份原料：
[0009]铜25份、金刚石7.5份、碳纳米管改性钒复合料4份、钛2份、稀土复合剂0.4份、表面处理液40份。
[0010]优选地，所述碳纳米管改性钒复合料的制备方法为：
[0011]S01：将5
‑
10份钒加入到10
‑
20份盐酸溶液中，然后加入1
‑
6份海藻酸钠、0.2
‑
0.6份烷基磺酸钠，搅拌混合充分，得到钒溶液；
[0012]S02：将2
‑
6份碳纳米管送入到10
‑
15份质量分数5
‑
10％的壳聚糖溶液中，超声分散处理，超声结束，得到碳纳米管料；
[0013]S03：将碳纳米管料、钒溶液按照重量比1:3，于55
‑
65℃下搅拌30
‑
40min，搅拌转速为500
‑
1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到碳纳米管改性钒复合料。
[0014]本专利技术的专利技术人发现碳纳米管改性钒复合料采用V代替，产品的导热、耐磨性能显著降低，同时发现碳纳米管采用石墨烯代替、纳米管改性钒复合料改性中未加入烷基磺酸钠，产品的改性效果均变差，只有采用本专利技术的方法制备的碳纳米管改性钒复合料改性效果最显著；
[0015]产品未添加钛、稀土复合剂，产品的性能变差，采用钛、稀土复合剂可起到协助产品的性能效果，起到协同增效的效果；
[0016]优选地，所述盐酸溶液的质量分数为5
‑
10％；壳聚糖溶液的质量分数为10
‑
20％。
[0017]优选地，所述超声分散处理的功率为100
‑
200W，处理时间为20
‑
30min。
[0018]优选地，所述稀土复合剂的制备方法为：将硫酸镧、硝酸钇按照重量比1:3混合配制，然后加入硫酸镧总量1
‑
5％的硅粉，继续搅拌混合充分，得到稀土复合剂。
[0019]本专利技术还提供了一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020]步骤一：将铜、金刚石、碳纳米管改性钒复合料、钛、稀土复合剂依次送入到搅拌机中进行混合，混合充分；
[0021]步骤二：然后送入到研磨机中研磨处理，研磨转速为1200
‑
1500r/min，研磨时间为10
‑
20min；
[0022]步骤三：随后送入到表面处理液中，于65
‑
75℃下搅拌45
‑
55min，搅拌转速为500
‑
600r/min，搅拌结束，备用；
[0023]步骤四：再于模具中进行热压成型，得到本专利技术的铜
‑
金刚石复合材料。
[0024]优选地，所述表面处理液的制备方法为：
[0025]S101：将5
‑
10份硬脂酸钙、1
‑
3份质量分数5％的硝酸钴溶液加入到10
‑
15份硅烷偶联剂水溶液中，先搅拌混合充分，得到第一处理液；
[0026]S102：然后将十六烷基三甲基溴化铵、水按照重量比1:5配制成第二处理液；
[0027]S103：最后将第一处理液、第二处理液按照重量比3:1混合充分，得到表面处理液。
[0028]本专利技术的专利技术人发现未采用表面处理液处理，产品的性能也发生同步性变差，采用表面处理液处理能够实现协调式改进产品的性能效果；表面处理液中加入第二处理液，产品的改性效果增强，采用本专利技术的原料配比和制备方法制备的产品，可显著增强产品的导热、耐磨性能。
[0029]优选地，所述硅烷偶联剂水溶液为偶联剂KH570、水按照重量比1:8配制而成。
[0030]优选地，所述热压成型的温度为650
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750℃，热压时间为10
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20min，热压压力为15
‑
25MPa。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]本专利技术的铜
‑
金刚石复合材料以铜、金刚石为材料基体，通过对V进行改性，改性采用碳纳米管改性，通过钒与盐酸、海藻酸钠、烷基磺酸钠配制成钒溶液，通过碳纳米管料的配合改性优化，制备的碳纳米管改性钒复合料能够增强V的分散，将V更好的与产品原料结合，形成的体系产品稳定性更好，从而增强产品的导热、耐磨性能，而钛、稀土复合剂的添加，原料之间起到协配的功效，进一步的增强产品的导热、耐磨性能，表面处理液采用硝酸钴溶液等加入到硅烷偶联剂水溶液中，配合十六烷基三甲基溴化铵、水溶液，形成的表面改性液改性产品体系，增强产品结构之间的界面性，进而在热压成型中，提高体系的整体稳定性，进而优化产品的导热、耐磨性能。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本实施例的一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，包括以下重量份原料：
[0035]铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：铜20
‑
30份、金刚石5
‑
10份、碳纳米管改性钒复合料2
‑
6份、钛1
‑
3份、稀土复合剂0.2
‑
0.6份、表面处理液35
‑
45份。2.根据权利要求1所述的一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，其特征在于，所述铜
‑
金刚石复合材料包括以下重量份原料：铜25份、金刚石7.5份、碳纳米管改性钒复合料4份、钛2份、稀土复合剂0.4份、表面处理液40份。3.根据权利要求2所述的一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，其特征在于，所述碳纳米管改性钒复合料的制备方法为：S01：将5
‑
10份钒加入到10
‑
20份盐酸溶液中，然后加入1
‑
6份海藻酸钠、0.2
‑
0.6份烷基磺酸钠，搅拌混合充分，得到钒溶液；S02：将2
‑
6份碳纳米管送入到10
‑
15份质量分数5
‑
10％的壳聚糖溶液中，超声分散处理，超声结束，得到碳纳米管料；S03：将碳纳米管料、钒溶液按照重量比1:3混合，于55
‑
65℃下搅拌30
‑
40min，搅拌转速为500
‑
1000r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到碳纳米管改性钒复合料。4.根据权利要求3所述的一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为5
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10％；壳聚糖溶液的质量分数为10
‑
20％。5.根据权利要求3所述的一种添加有V元素的铜
‑
金刚石复合材料，其特征在于，所述超声分散处理的功率为100
‑
200W，处理时间为20
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30min。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞兴志，刘丞钰，李安敏，梁兴宇，龙骋宇，甘达桓，洪伟浩，陈泓宇，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：