一种氮化硅纤维导热垫片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氮化硅纤维导热垫片，其制备原料包括氮化硅纤维和硅胶，且氮化硅纤维体积填充率为15％

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅纤维导热垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无机材料
，尤其是涉及一种氮化硅纤维导热垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]热界面材料是用于涂敷或者安装在散热器件与发热器件之间，降低它们之间接触热阻所使用的材料的总称。散热一直是电子工业一项重点研究的工作，随着微电子芯片发展迅猛，散热问题也亟需解决。由于这种填缝材料需要很强的柔软性，所以材料基体使用有机材料，但是有机材料的导热率一般都很低。
[0003]对于导热界面材料，往往在有机材料内增加导热无机材料，但同样的由于有机材料和无机材料之间的性质差异，复合材料的导热性能一直无法达到一个比较优异的水平。
[0004]制约导热垫片导热率提高的瓶颈在于导热粉体和硅胶之间的界面热阻。由于硅胶是长链有机高分子物质，而导热粉体是无机陶瓷物质，其之间有大量未成键的原子，振动无法在这个界面中传递。从而界面热阻非常高，导致整体导热硅胶垫片的导热系数一直很难突破。
[0005]CN107686699B公开了一种导热界面材料和导热界面材料制备方法，该导热界面材料包括：石墨烯复合界面材料垫片、喷涂树脂、导热绝缘粉体；喷涂树脂和导热绝缘粉体的混合物，覆盖在石墨烯复合界面材料垫片上。根据本专利技术的技术方案，将已经制备好的高导热石墨烯复合界面材料垫片的表面覆盖一层由喷涂树脂和导热绝缘粉体混合的涂层，喷涂树脂和导热绝缘粉体决定了该涂层具有良好的绝缘性，所以得到的导热界面材料也具有良好的绝缘性；CN114023654A涉及一种银/石墨烯复合导热界面材料及其制备方法。一种银/石墨烯复合导热界面材料的制备方法。
[0006]现有技术经常会使用石墨烯这种物质作为导热填料，因为石墨烯具有1000W/mK以上的导热率，是所有材料中最大的。但是石墨烯是导电的，在很多应用中不允许使用导电材料。即使有时可以把石墨烯复合材料的表面用树脂等做绝缘处理，但内部的导电介质依然会对电磁波做出吸收或散射，在很多对电磁敏感的应用都无法使用。针对这一情况本专利技术提供一种氮化硅纤维导热垫片及其制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种氮化硅纤维导热垫片，其制备原料包括氮化硅纤维和硅胶，且氮化硅纤维体积填充率为15％
‑
20％。
[0008]优选地，所述氮化硅纤维是由二氧化硅与碳纳米管、氮气发生碳热还原、氮化反应，在基地材料上原位生长氮化硅纤维。
[0009]优选地，所述氮化硅纤维的制备方法如下：
[0010]将二氧化硅、碳纳米管、三萜皂苷、水、聚丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺混合后，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵搅拌后加入过氧化氢；随后倒入容器后反应成型；待成型后烘
干进行煅烧，即可制备得到氮化硅纤维。
[0011]本专利技术另一方面提供一种制备所述的一种氮化硅纤维导热垫片，其步骤如下：
[0012]S01.将氮化硅纤维裁剪成线段；并均分成数扎；
[0013]S02.选取一扎纤维，浸泡在硅胶中，并使用超声震荡，确保硅胶润湿到氮化硅纤维之中；
[0014]S03.将所述带有硅胶的纤维扎放入模具中，然后重复S02累计多扎带有硅胶的纤维；
[0015]S04.在模具铺满后，置于120度烤箱烘烤1小时，切割，即可制备得到。
[0016]优选地，所述S01中线段的长度为8
‑
12cm。
[0017]优选地，所述S01中线段的长度为10cm。
[0018]优选地，所述S02中超声功率为100W，超声时间为5
‑
30min。
[0019]优选地，所述碳纳米管的管径1
‑
2nm，比表面积大于450m2/g。
[0020]优选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。
[0021]本专利技术另一方面所述的氮化硅纤维导热垫片，其应用于电子芯片领域。
[0022]采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]1.本专利技术技术方案简单，易于加工，界面导热效果优异；
[0024]2.采用本专利技术提供的技术方案具备较小的导热电阻，提高电子元器件的散热效率，提高电子产品的使用寿命。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为实施例1导热垫片未切割前的扫描图；
[0027]图2为实施例1的XPS测试图；
[0028]图3为实施例1的导热垫片实物图；
[0029]图4为实施例1的测试结果图；
[0030]图5为实施例2的测试结果图；
[0031]图6为实施例3的测试结果图；
[0032]图7为实施例4的测试结果图；
[0033]图8为实施例5的测试结果图；
[0034]图9为实施例6的测试结果图；
[0035]图10为实施例7的测试结果图。
具体实施方式
[0036]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0037]本专利技术提供一种氮化硅纤维导热垫片，其制备原料包括氮化硅纤维和硅胶，且氮化硅纤维体积填充率为15％
‑
20％。
[0038]优选地，所述氮化硅纤维是由二氧化硅与碳纳米管、氮气发生碳热还原、氮化反应，在基地材料上原位生长氮化硅纤维。
[0039]优选地，所述氮化硅纤维的制备方法如下：
[0040]将二氧化硅、碳纳米管、三萜皂苷、水、聚丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺混合后，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵搅拌后加入过氧化氢；随后倒入容器后反应成型；待成型后烘干进行煅烧，即可制备得到氮化硅纤维。
[0041]更加优选的，所述所述氮化硅纤维的制备方法如下：
[0042]将70份二氧化硅、30份碳纳米管、0.1份三萜皂苷、5份去离子水、0.3份丙烯酰胺、0.02份亚甲基双丙烯酰胺混合，球磨混合后，加入0.05份聚氧乙烯辛基苯基醚、0.005份聚二甲基二烯丙基氯化铵持续搅拌30min后，加入0.02份过氧化氢后倒入容器中反应成型；
[0043]待反应成型后，自然放干，放在烧结炉中，通入氮气至炉内压力50Kpa，以2℃/min的速率升温在1300℃～1500℃保温1～6小时；此时放气，保温反应0.5h；随后继续以50L/min充气，待炉内压力为60Kpa，继续以1℃/min升温至1750℃～1850℃进行烧结0.5～2小时，即可。
[0044]本专利技术另一方面提供一种制备所述的一种氮化硅纤维导热垫片，其步骤如下：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅纤维导热垫片，其特征在于，其制备原料包括氮化硅纤维和硅胶，且氮化硅纤维体积填充率为15％
‑
50％。2.根据权利要求1所述的一种氮化硅纤维导热垫片，其特征在于，所述氮化硅纤维是由二氧化硅与碳纳米管、氮气发生碳热还原、氮化反应，在基地材料上原位生长氮化硅纤维。3.根据权利要求2所述的一种氮化硅纤维导热垫片，其特征在于，所述氮化硅纤维的制备方法如下：将二氧化硅、碳纳米管、三萜皂苷、水、聚丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺混合后，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵搅拌后加入过氧化氢；随后倒入容器后反应成型；待成型后烘干进行煅烧，即可制备得到氮化硅纤维。4.一种制备权利权利要求1
‑
3任一项所述的一种氮化硅纤维导热垫片，其特征在于，其步骤如下：S01.将氮化硅纤维裁剪成线段；并均分成数扎；S02.选取一扎纤维，浸泡在硅胶中，并使用超声震荡，确保硅胶润湿到氮化硅纤维之中；S03.将所述带有硅胶的纤维扎放入模具中，然后重复S0...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓开祥，孙昕，邓惠祥，刘小平，
申请(专利权)人：海南永熙投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：