石墨片金属基复合材料及其制备方法、组装模具、应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨片金属基复合材料及其制备方法、组装模具、应用。该复合材料是将石墨片和金属粉末的混合物压实得到预制体，并采用热等静压法烧结预制体制备得到。其中，压实包括平面压实和非平面压实，混合物的压实至少经过一次非平面压实，使石墨片在至少不在同一平面的三条相交线上的垂直平行面上排列分布，获得呈三维排列的石墨片金属基预制体，再配合热等静压法烧结，热等静压法可以同时提供三向压力均匀作用于预制体，不会破坏其三维结构，且提高了预制体的致密性，获得石墨片金属基复合材料。该材料内部的石墨片呈三维结构排列，且致密性高，具有高导热性能和各向较为均一的热膨胀系数，有利于电子器件长效稳定运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
石墨片金属基复合材料及其制备方法、组装模具、应用


[0001]本专利技术涉及散热材料制备
，具体而言，涉及一种石墨片金属基复合材料及其制备方法、组装模具、应用。

技术介绍

[0002]近年来，石墨片金属基复合材料因其具有高热导率、可调控的热膨胀系数、减重、易加工等特性已应用于电子芯片散热领域。众所周知，石墨片面内碳原子以sp2轨道成键结合，面内热导率在1000W/(m
·
K)以上，是纯铜的2到4倍。因此，石墨片的高取向排列是实现复合材料沿石墨片面内方向高热导率的必要条件之一。
[0003]但是由于石墨片面内和面间的碳原子之间作用力形式不一样，导致出现各向异性热学性质，即面内热导率远大于面间热导率；且面内热膨胀系数为
‑
1ppm/K，而面间热膨胀系数28ppm/K。因而，高取向石墨片排列方式导致金属基复合材料在沿石墨片面内方向上的热导率是垂直石墨片面内方向上的10倍左右；热膨胀系数在沿石墨片面内方向上的测量值与金属基体相比变化不大，而如果将该材料应用在芯片散热发挥热沉或热分散效应，石墨片排列方向垂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨片金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括将石墨片和金属粉末的混合物压实得到预制体，采用热等静压法烧结所述预制体得到呈三维排列的石墨片金属基复合材料；所述压实包括平面压实和非平面压实，所述石墨片和金属粉末的混合物压实至少经过一次非平面压实。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将石墨片和金属粉末的混合物进行非平面压实为赋予所述混合物沿受压面凹陷的非平面结构；优选地，所述非平面结构包括由多个三维多面体结构或多个三维曲面体结构形成的表面；优选地，每个所述三维多面体结构的凹陷面与受压面的夹角范围为1
°
～89
°
，更优选地，所述三维多面体结构为正四棱锥，所述正四棱锥的底面边长为3～7mm；优选地，每个所述三维曲面体结构包括球面、椭球面或不规则曲面的任一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述压实为分步压实，第一次压实和最后一次压实为平面压实，其余次压实为非平面压实；优选地，平面压实的单次压粉量为压实后厚度5mm～10mm；优选地，非平面压实的单次压粉量为压实后厚度≤2mm；优选地，每次非平面压实的压头相对旋转角度保持不变；优选地，所述压实的压力为1MPa～5MPa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属粉末包括纯铜粉及其合金粉、纯铝粉及其合金粉、纯银粉及其合金粉和纯镁粉及其合金粉的至少一种；优选地，所述金属粉末为片状，平均粒径为10～100μm，平均厚度为0.1～20μm，长厚比为10～500，相对松装密度≤30％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨片为鳞片状结构，所述石墨片的平均粒径为100μm～1000μm，平均厚度为10μm～50μm，d
002
值为0.335～0.336nm，长厚比为35～45；优选地，所述混合物的混合方式包括将石墨片和金属粉末进行手动混合、V型混合和声共振混合的任一种；优选地，所述混合物中，石墨片的体积分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：申正焱，胡可，张玉桧，施麒，刘辛，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：