CN102775147A - 一种碳型超导散热器的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热器技术领域，尤其是涉及一种碳型超导散热器的制作工艺，该工艺采用重力压合保压烧结成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到预先设计之模具内，并对模具内的粉剂进行恒温重力加压填实，让模具内的粉剂保持在60~100度的恒温状态下进行加压填实或挤出抽粒，将恒温加压填实后的半成品脱模并将煅烧后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理，而将抽粒后的材料放入注塑机内进行模型注塑，将注塑成型后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。本发明工艺简单，易操作，所得散热器具有良好的散热性能。

Description

一种碳型超导散热器的制作工艺

技术领域

本发明涉及散热器技术领域，尤其是涉及散热器的制作工艺。

背景技术

目前我国高端电子工业器件（例如高功率密度电子器件）向尺寸小型化、结构紧凑化、功能多元化、高功率密度化方向发展，由此引发的散热问题已经严重影响到高功率电子器件的工作稳定性和可靠性，因此，对其运行过程中产生的热量强化导出与放散提出了更高的要求。这些电子器件上所用的热控件一般采用铝、铜、银等金属材料，但是，该类材料不仅导热率低，而且质量重、热膨胀系数大等，极大地限制了其作为电子器件封装散热材料的广泛使用，所以，研究和开发质量轻、导热率高的新型材料对于实现部件的小型化、装置轻量化和运行高效化具有重要意义。

碳基散热材料，如石墨，具有密度小，导热性和散热性优良，利用石墨材料制备散热器可大大减小了散热器的体积和重量，克服金属材料的热膨胀系数大的问题。但由于石墨是固体粉末，成型非常困难，这严重制约了石墨材料的应用范围，如何通过在对石墨的改性，以便制作不同形状的散热器，并大大降低加工成本，简化加工工艺，成为散热器材料的一个发展方向，成为广大生产厂家迫切需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，易操作的碳型超导散热器的制作工艺。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳型超导散热器的制作工艺，该工艺采用重力压合保压烧结成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到预先设计之模具内，并对模具内的粉剂进行恒温重力加压填实，让模具内的粉剂保持在60~100度的恒温状态下进行加压填实，将恒温加压填实后的半成品脱模，将脱模后的半成品进行煅烧，最后将煅烧后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。

所述二维碳分子原料为石墨粉末，催化加速剂为高分子材料，采用重量百分比为50%~99.9%的二维碳分子原料和重量百分比为50%~0.1%的催化加速剂均匀调和研磨成粉剂。

所述催化加速剂为PVB粉末材料。

为达到上述目的，本发明还可以采用如下技术方案：

一种碳型超导散热器的制作工艺，该工艺采用混炼注塑成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到挤出成型机内，在60~100度的恒温状态下进行挤出抽粒，将抽粒后的材料放入注塑机内进行模型注塑，将注塑成型后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。

所述二维碳分子原料为石墨粉末，催化加速剂为高分子材料，采用重量百分比为50%~99.9%的二维碳分子原料和重量百分比为50%~0.1%的催化加速剂均匀调和研磨成粉剂。

所述催化加速剂为PVB粉末材料。

本发明将一定比例的二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，使混合物的相容性得到大大的提高，使复合材料在高填充的情况下，保持较好的力学性能和流动性，以保证材料的注塑成型及成型后的制品的力学性能；所得的散热器的辐射散热性能远远好于铝合金，散热的加速大大提高热量的传导，从而具有良好的散热性能。

本发明的再一优点是制成的散热器重量大大低于传统铝合金材料制成的散热器，而且由于结构紧凑，体积小，可适用于各种电子工业器件，如用于LED灯中、电脑等，优良的散热性能可使应用更广泛，可大大减小散热性的体积，降低产品成本，促进电子电器产品的小型化发展；同时有效采用碳基散热材料取代金属铝材的传统散热的系统结构，符合国家提倡节能减排及有关技术的升级需求，推动精密制造与设计的升级。

本发明又一优点是工艺简单，易操作，符合产业利用。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步的描述：

第一方案：

本发明提供的一种碳型超导散热器的制作工艺，其是采用重力压合保压烧结成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到预先设计之模具内，并对模具内的粉剂进行恒温重力加压填实，让模具内的粉剂保持在60~100度的恒温状态下进行加压填实，将恒温加压填实后的半成品脱模，将脱模后的半成品进行煅烧，最后将煅烧后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理，即可获得碳型超导散热器。制作过程中，催化剂的作用是暂时将碳分子原料粘合，使混合物的相容性得到大大的提高，利于加压填实操作，使混合物保持较好的力学性能和流动性，以保证材料成型后的制品的力学性能。煅烧的作用是通过高温将催化加速剂快速挥发掉，确保催化加速剂在产品内部的残留最小，减少对制品的散热性的影响。

实施例1：

本实施例中，催化加速剂为高分子材料，选取石墨粉末作为二维碳分子原料，选取PVB粉末材料作为催化加速剂，并确定石墨粉末和PVB粉末材料的重量百分比分别为50%~99.9%和50%~0.1%，如采用重量百分比为85%的二维碳分子原料和重量百分比为15%的催化加速剂。将石墨粉末和PVB粉末材料放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到预先设计之模具内，并对模具内的粉剂进行恒温重力加压填实，让模具内的粉剂保持在80度的恒温状态下进行加压填实，将恒温加压填实后的半成品脱模，将脱模后的半成品进行煅烧，最后将煅烧后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理，即可获得碳型超导散热器。

第二方案：

本发明提供的一种碳型超导散热器的制作工艺，其是采用混炼注塑成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到挤出成型机内，在60~100度的恒温状态下进行挤出抽粒，将抽粒后的材料放入注塑机内进行模型注塑，将注塑成型后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。制作过程中，催化剂的作用是暂时将碳分子原料粘合，使混合物的相容性得到大大的提高，利于加压注塑成型操作，使混合物保持较好的力学性能和流动性，以保证材料成型后的制品的力学性能。挤出抽粒的作用是方便注塑机是用，是注塑顺畅，减少节点。

实施例2：

本实施例中，催化加速剂为高分子材料，选取石墨粉末作为二维碳分子原料，选取PVB粉末材料作为催化加速剂，并确定石墨粉末和PVB粉末材料的重量百分比分别为50%~99.9%和50%~0.1%，如采用重量百分比为80%的二维碳分子原料和重量百分比为20%的催化加速剂。将石墨粉末和PVB粉末材料放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到挤出成型机内，在900度的恒温状态下进行挤出抽粒，将抽粒后的材料放入注塑机内进行模型注塑，将注塑成型后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理，即可获得碳型超导散热器。

按本发明提供的制作工艺，所得的碳性散热器是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面均匀散热。碳性散热器每一个叶片平面内具有150-1500 W/m-K范围内的超高导热性能。

所得产品具有如下特性：

1、产品特性：表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满足更多的设计功能和需要。

2、低热阻：热阻比铝低40%，比铜低20%

3、重量轻：重量比铝轻25%，比铜轻75%

4、高导热系数：100-1500 W/mK。

Claims (6)

1.一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：该工艺采用重力压合保压烧结成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到预先设计之模具内，并对模具内的粉剂进行恒温重力加压填实，让模具内的粉剂保持在60~100度的恒温状态下进行加压填实，将恒温加压填实后的半成品脱模，将脱模后的半成品进行煅烧，最后将煅烧后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。

2.根据权利要求1所述的一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：所述二维碳分子原料为石墨粉末，催化加速剂为高分子材料，采用重量百分比为50%~99.9%的二维碳分子原料和重量百分比为50%~0.1%的催化加速剂均匀调和研磨成粉剂。

3.根据权利要求3所述的一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：所述催化加速剂为PVB粉末材料。

4.一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：该工艺采用混炼注塑成型碳性散热器，包括以下步骤：先将二维碳分子原料与催化加速剂放入球磨机或搅拌机内均匀调和研磨，再将均匀调和研磨好的粉剂填充到挤出成型机内，在60~100度的恒温状态下进行挤出抽粒，将抽粒后的材料放入注塑机内进行模型注塑，将注塑成型后的胚体进行表面光洁处理及表面碳化结晶处理。

5.根据权利要求4所述的一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：所述二维碳分子原料为石墨粉末，催化加速剂为高分子材料，采用重量百分比为50%~99.9%的二维碳分子原料和重量百分比为50%~0.1%的催化加速剂均匀调和研磨成粉剂。

6.根据权利要求5所述的一种碳型超导散热器的制作工艺，其特征在于：所述催化加速剂为PVB粉末材料。