CN103113858A - 高导热复合材料及制备方法 - Google Patents

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张洪涛
蒋素斌
唐文进
洪志刚
石建珍
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Abstract

本发明提供了一种高导热的复合材料及制备方法，复合材料具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状，由金属构成多面体小室框边，多面体小室内填满了高分子导热材料。首先将多孔金属材料放入容器内，抽真空后向容器内注入高分子导热材料前体，至全部填满孔隙；再施加一定压力，经硫化——固化处理，得到所需复合材料。本发明的材料在具有良好的热传导性同时具有较高的机械强度，制备方法其工艺简单、易控制、能耗低、成本低。

Description

高导热复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种传热材料及制备方法，特别涉及高导热的复合材料及制备方法。
背景技术
在元器件散热中，导热材料多采用导热硅胶片，最主要目的是减少热源表面与散热器件接触面之间产生的接触热阻。接触热阻会使得导热通道不顺畅，使得接触面产生热积聚，热源产生的热量不能迅速有效的传导到散热器表面，从而使得热源的温度上升更快，以及在面对热冲击状态下产生瞬时过热死机。目前，为了提高导热硅胶的传热系数，分别向其中加入铝粉、银粉等添加物，这种方法虽然提高了导热硅胶的导热系数，但是机械强度的提高并不明显，因此，大型功率器件、或者是器件安装不是在水平位置的前提下，硅胶容易变形，导致界面热阻不均匀，从而加速老化、导致器件松动。
发明内容
本发明旨在提供一种具有高传热系数且机械强度良好的导热复合材料及工艺简单、成本低的制备方法。本发明通过以下方案得以实施。
一种高导热复合材料，具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状，由金属构成多面体小室框边，多面体小室内填满了高分子导热材料。即仅仅是在小室内填满了高分子导热材料。
所述构成多面体小室框边的金属优选金属镍、铜或其合金。所述的导热高分子材料优选导热硅胶、导热橡胶。
一种制备上述高导热复合材料的方法：首先将具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状的多孔金属材料放入容器内，后抽真空，再向容器内注入流动状的导热高分子材料前体，至流动状高分子材料全部充满多孔金属材料的多面体小室；之后施加一定压力，经硫化——固化处理，得到所需复合材料。
所述的流动状导热高分子材料优选导热硅脂或导热橡胶。所述的多孔金属材料优选多孔金属镍、多孔金属铜或多孔镍铜合金。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1.本发明充分利用了多孔金属材料良好的机械强度和一定的柔韧性又具有三维多孔的结构等特点，将其合理地与导热高分子材料结合形成复合材料，使得材料在具有良好的热传导性同时具有较高的机械强度，可解决在大型功率器件、器件安装在非水平位置等应用时，散热元件容易变形，导致界面热阻不均匀的问题，扩大了散热元件的应用范围。
2.本发明提供的这种复合材料的制备方法其工艺简单，制备过程没有苛刻的条件限制，因此易控制、能耗低、成本低。
附图说明
图1：实施例1制备方法的图示说明
图2：实施例1的复合材料结构示意图
具体实施方式
实施例1
一种制备高导热复合材料的方法，其工艺过程示意图1所示。首先具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状的多孔铜1放入容器内，抽真空后，将导热硅脂2注入至容器中，使之完全填满多孔金属铜的多面体小室4施加10Mpa压力，再经硫化——固化处理后得到如图2所示的高导热复合材料3。
上述方法制备的高导热复合材料3，复合材料结构如图2所示。材料具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状，多面体小室4内填满了导热硅胶，其余位置5仍为金属铜，即仅仅是在原多孔铜材料的孔内填满了导热硅胶。
实施例2
高导热复合材料基本与实施例1相同，但多孔金属材料采用多孔镍，孔内填满了导热橡胶。
实施例3
高导热复合材料基本与实施例1相同，但多孔金属材料采用多孔镍铜合金，孔内填满了导热硅胶。

Claims (6)

1.一种高导热复合材料，其特征在于：具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状，由金属构成多面体小室框边，多面体小室内填满了高分子导热材料。
2.如权利要求1所述的高导热复合材料，其特征在于：所述的构成多面体小室框边的金属优选金属镍、铜或其合金。
3.如权利要求1或2所述的高导热复合材料，其特征在于：所述的高分子导热材料优选导热硅胶或导热橡胶。
4.一种制备如权利要求1～3之一所述的高导热复合材料的方法，其特征在于：首先将具有通过多面体小室相互连接而形成的三维网状的多孔金属材料放入容器内，后抽真空，再向容器内注入流动状的导热高分子材料前体，至流动状高分子材料全部充满多孔金属材料的所有多面体小室；之后，施加一定压力，经硫化——固化处理，得到所需复合材料。
5.如权利要求4所述的制备高导热复合材料的方法，其特征在于：所述的流动状导热高分子材料优选导热硅脂。
6.如权利要求4或5所述的高导热复合材料，其特征在于：所述的多孔金属材料优选多孔金属镍、多孔金属铜或多孔镍铜合金。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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