CN108531144B - 一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法 - Google Patents

一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品,由两层以上、上下层叠设置的导热层组成,所述导热层具有层状褶皱结构,且相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。本发明通过使用两层以上的层状褶皱结构导热材料上下层叠,经水平压制使褶皱相互嵌套,制备得到导热制品,比单层层状褶皱结构材料经水平压制而成的同样尺寸的导热制品,褶皱之间的缝隙更小,并且嵌套的褶皱结构,可以从空间上相互限制褶皱的移动,避免了由于内部应力在褶皱回弹时形成较大的缝隙,从而降低了界面热阻,提升了导热性能;放置同样时间后,形状和尺寸稳定性更好;在裁切加工时更容易得到目标尺寸和形状。

Description

一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热制品技术领域,尤其涉及一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法。
背景技术
导热垫是高性能间隙填充导热材料,主要用于发热器件与散热器之间的热传递。传统的高分子基体填充导热陶瓷颗粒的导热垫,随着电子工业的快速发展,已难以满足越来越高的散热要求。
石墨类材料,如石墨烯、膨胀石墨、人工石墨、六方氮化硼等二维层状材料具有很高的热导率,是理想的传统导热垫替代材料。然而,这类二维层状材料的导热性能具有各向异性,使得二维平面面外的热导率较低。目前的解决方法主要是调控二维层状材料在导热垫中垂直排列,从而与热传导的方向接近一致。但制备的导热垫可压缩性能非常差,无法应付多芯片连用时的芯片公差,同时界面热阻较高。
为了使基于高导热二维层状材料的导热垫兼具高热导率和可压缩性,代文等开发了一种由高导热二维层状材料经弯曲褶皱、水平压制和高温处理得到的兼具垂直层状结构和弯曲层状结构的二维层状褶皱结构导热垫(中国专利,申请号为201710324801.7),其垂直层状结构部分可有效保证导热垫的高导热性能,弯曲层状结构部分可确保导热垫具有优异的可压缩性。
代文等开发的上述由高导热二维层状材料组成的,具有层状褶皱结构的导热垫在成形过程中需先将由高导热二维层状材料组成的层状结构通过模量不匹配原理加工形成褶皱结构,再将褶皱结构进行水平压制。水平压制的压力会使得褶皱结构产生较大的内部应力。若水平压制的压力不大,一旦压力撤除,内部应力会导致褶皱体回弹,褶皱之间出现缝隙,缝隙被大量不良热导体-空气填充。其结果一方面使得上述导热垫的界面热阻增大,热导性能下降;另一方面使得上述导热垫结构不稳定,在较小的外力(剪切力,拉伸力,压缩力等)下其形态尺寸就会发生改变,难以加工成型,同时也造成其导热和可压缩性能不稳定。
虽然可以如专利申请书(中国专利,申请号为201710324801.7)中所述通过填充高分子材料和导热增强材料来排除上述导热垫褶皱之间的空气,增强结构稳定性,但是填充高分子材料和导热增强材料会降低上述导热垫的可压缩性,提高界面热阻。如水平压制的压力足够大使褶皱结构被压实,虽然获得的导热垫可以保持稳定的结构,但是其可压缩性能大幅降低,难以应付多芯片连用时的芯片公差。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法,同时具备较高的热导率、稳定性和可压缩性。
为解决以上技术问题,本发明提供了一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品,由两层以上、上下层叠设置的导热层组成,所述导热层具有层状褶皱结构,且相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。
优选的,所述相互嵌套为导热层上下层叠设置,并水平压制,形成的嵌套结构。
优选的,所述相邻导热层间具有空隙。
优选的,所述空隙大于等于0.1微米,小于等于100微米。
优选的,所述导热层为高导热二维微纳米材料层。
优选的,所述导热层中,褶皱结构的褶曲高度为导热层厚度的1~20倍。
优选的,所述导热制品为导热垫。
本发明提供了一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品的制备方法,包括以下步骤:
将两层以上的导热层,上下层叠设置,所述导热层具有层状褶皱结构,然后施加水平压力进行水平压制,使相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。
优选的,所述具有层状褶皱结构的高导热二维微纳米材料,按照以下方法制备:
将具有层状结构的高导热二维微纳米材料,与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,高导热二维微纳米材料随着弹性体的回缩而回缩,将高导热二维微纳米材料与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的高导热二维微纳米材料。
优选的,所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200%~500%。
与现有技术相比,本发明提供了一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品,由两层以上、上下层叠设置的导热层组成,所述导热层具有层状褶皱结构,且相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。本发明通过使用两层以上的层状褶皱结构导热材料上下层叠,经水平压制使褶皱相互嵌套,制备得到导热制品,比单层层状褶皱结构材料经水平压制而成的同样尺寸的导热制品,褶皱之间的缝隙更小,并且嵌套的褶皱结构,可以从空间上相互限制褶皱的移动,避免了由于内部应力在褶皱回弹时形成较大的缝隙,从而降低了界面热阻,提升了导热性能;放置同样时间后,形状和尺寸稳定性更好;在裁切加工时更容易得到目标尺寸和形状。同时由于无需填充高分子材料和导热增强材料,保留了材料良好的可压缩性能。
附图说明
图1为导热层的层状褶皱结构的褶曲结构示意图;
图2为相邻导热层的褶皱结构相互嵌套示意图;
图3为本发明制备的两层层状褶皱结构导热垫的侧剖图;
图4为本发明制备的三层层状褶皱结构导热垫的侧剖图;
图5为本发明用于制备导热垫的石墨烯纸的照片;
图6为本发明制备的具有层状褶皱结构的石墨烯纸的照片;
图7为实施例1制备的多层层状褶皱结构导热垫的截面扫面电子显微镜图;
图8为实施例1制备的多层层状褶皱结构导热垫的表面近照;
图9为比较例1制备的单层层状褶皱结构导热垫的表面近照。
具体实施方式
本发明提供了一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品,由两层以上、上下层叠设置的导热层组成,所述导热层具有层状褶皱结构,且相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。
本发明中,所述导热层为高导热二维微纳米材料层。
在本发明的一些具体实施例中,所述导热层的厚度为10~1000微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述导热层的厚度为100~200微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述导热层为石墨烯层、六方氮化硼层、膨胀石墨层或碳化/石墨化的聚酰亚胺薄膜层等。
上述导热层为多层层状结构,本发明先将具有多层层状结构的导热材料褶皱化处理,得到具有层状褶皱结构的导热层,可称为褶皱层。
在本发明的一些具体实施例中,所述具有层状褶皱结构的导热层按照以下方法制备:
将具有层状结构的导热材料,与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,导热材料随着弹性体的回缩而回缩,将导热材料与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的导热层。
在本发明的一些具体实施例中,所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200%~500%。
所述导热层中,褶皱结构的褶曲高度为导热层厚度的1~20倍。
在本发明的某些具体实施例中,所述褶皱结构的褶曲高度为导热层厚度的6~20倍。
上述褶曲高度指褶曲结构中,脊线与槽线的垂直距离。本发明采用上述具有层状结构的导热材料褶皱化处理后的厚度表示褶曲高度。
上述导热层厚度指导热层的导热材料厚度,即上述具有层状结构的导热材料褶皱化处理前的厚度。
在本发明的一些具体实施例中,形成的褶皱结构的部分褶曲如图1所示。所述褶皱结构中可以包括图1所示的一种或多种褶曲结构。
然后取两层以上的上述褶皱化处理后的导热层,上下层叠设置,并水平压制,使相邻导热层的褶皱结构相互嵌套,得到所述导热制品。
所述相互嵌套指所述导热层的褶皱结构填充到相邻导热层的褶皱结构中,并通过水平压制,形成凹凸楔合的紧密结构,起到减小褶皱间缝隙和从空间上相互限制彼此移动的作用。
本发明中,形成的褶皱结构,具有背形褶曲结构和向形褶曲结构,分别和上层、下层的褶皱结构嵌套,如此多层结构彼此嵌套形成的导热制品,具有更好的稳定性。
本发明中的水平压制,等同于在水平方向施加压力进行水平挤压。
所述水平压力为5~15MPa,优选的,为7~13MPa,进一步优选的,为9~11MPa。
在本发明的一些具体实施例中,由2~8层上述导热层上下层叠设置。
在本发明的一些具体实施例中,由2层、3层或4层上述导热层上下层叠设置。
即褶皱层的层数为2~8层,优选为2、3或4层。
当导热层为2层时,所述导热制品为上下两层结构。
当导热层为3层时,所述导热制品为上中下三层结构。
当层数大于3层时,以上述方法上下层叠设置。
本发明中,将导热层上下层叠设置后,相邻的导热层的褶皱结构相对位置包括相叠,即导热层的褶皱结构填充到相邻导热层的褶皱结构中。
在本发明的一些具体实施例中,相邻两层导热层的褶皱结构一一对应相叠,即一个褶曲填充到相邻层的一个褶曲中,示意图如图2a所示。
在本发明的另外一些具体实施例中,导热层的多个褶曲可以填充到相邻导热层的一个褶曲中,示意图如图2b所示。
在本发明的一些具体实施例中,所述相邻导热层间具有空隙,即嵌套的褶皱结构层间具有一定距离,形成与导热层褶皱形状一致的夹层。
在本发明的一些具体实施例中,所述缝隙大于等于0.1微米,即相邻两层导热层间的距离,或夹层的厚度,大于等于0.1微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述缝隙大于等于0.1微米,小于等于100微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述缝隙大于10微米,小于100微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述缝隙大于10微米,小于50微米。
在本发明的一些具体实施例中,所述缝隙为空间连续的,即相邻的导热层间具有一个空间连续的空气界面层,也可称为空气夹层。
在本发明的一些具体实施例中,本发明提供的两层层状褶皱结构导热垫的侧剖图如图3所示,其中,301和302分别表示导热层,导热层之间的空隙如303所示,为褶皱结构嵌套形成的界面。
在本发明的另外一些具体实施例中,本发明提供的三层层状褶皱结构导热垫的侧剖图如图4所示,其中,401、402和403分别表示层状褶皱结构的导热层,导热层之间的空隙如404和405所示,为褶皱结构嵌套形成的界面。
本发明将两层以上的上述具有层状褶皱结构的导热层上下层叠,然后采用各个方向的水平压力进行水平挤压后,上下不同层间的褶皱结构相互嵌套。可以从空间上相互限制褶皱的移动,从而抑制了内部应力导致的褶皱回弹以及由此造成的结构不稳定,同时减少了褶皱之间出现的缝隙以及由此带来的界面热阻,还保留了材料的可压缩性能。
在本发明的一些具体实施例中,所述导热制品具体为导热垫。
上述导热制品还可以用于制备本领域技术人员熟知的其他下游导热产品,如均热片、散热膜等,本发明对此并无限定。
上述导热制品或上述导热垫可应用于PCB板之间、PCB板与机壳之间、功率器件与机壳之间,或者粘贴在芯片上,作为散热器使用。
实验结果表明,本申请提供的导热垫在50psi压力下的界面热阻小于0.14Kcm2/W,导热系数为16W/mK以上。
本发明还提供了上述导热制品的制备方法,包括以下步骤:
将两层以上的导热层,上下层叠设置,所述导热层具有层状褶皱结构,然后施加水平压力进行水平压制,使相邻导热层的褶皱结构相互嵌套。
所述导热层的褶皱化处理方法同上,在此不再赘述。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及导热垫及其制备方法进行详细描述。
实施例1
将厚度为150微米的石墨烯纸(如图5所示)与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩,将石墨烯纸与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的石墨烯纸,如图6所示。
通过测厚仪测量,该层状褶皱结构的石墨烯纸的厚度为900微米。因此,其层状结构的厚度与褶皱结构的高度之比为1:6,有利于多层叠加以后褶皱结构相互嵌套。
将两张上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸上下重合放置,沿各个水平方向施加10Mpa的压力,将其压制成37mm*37mm的块体,即得到由两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫。
其侧剖图如图3所示。
通过电子显微镜对两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫的截面进行拍摄,如图7所示。从图7可以明显看到,上下两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套;嵌套的褶皱之间存在空间连续的宽度大于10微米的呈褶皱状的界面(虚线所示)。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.07Kcm2/W,导热系数为32W/mK。
制作同样的上述由两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫,放置24小时,对其稳定性进行测试,测试结果见图8所示,其中图8(1)为两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫刚压制成型的照片,图8(2)为静置24小时后的照片,可以看出,导热垫的形状和尺寸未发生明显变化。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫静置24h后进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.07Kcm2/W,导热系数为32W/mK,导热性能没有发生明显变化。
将上述由两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫用冲切机裁切成30mm*30mm的正方形,裁切后的导热垫如图8(3)所示。可以看出,刀口整齐,导热垫形状和尺寸都符合要求。
实施例2
将厚度为50微米的六方氮化硼纸与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,六方氮化硼纸随着弹性体的回缩而回缩,将六方氮化硼纸与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的六方氮化硼纸。
通过测厚仪测量,该层状褶皱结构的六方氮化硼纸的厚度为1000微米。因此,其层状结构的厚度与褶皱结构的高度之比为1:20,有利于多层叠加以后褶皱结构相互嵌套。
将三张上述具有层状褶皱结构的六方氮化硼纸上下重合放置,沿各个水平方向施加10Mpa的压力,将其压制成37mm*37mm的块体,即得到由三层六方氮化硼层状褶皱结构相互嵌套的导热垫。
其侧剖图如图4所示。
通过电子显微镜对三层六方氮化硼层状褶皱结构相互嵌套的导热垫的截面进行拍摄,可以明显看到,相邻的六方氮化硼层状褶皱结构相互嵌套;嵌套的褶皱之间存在空间连续的宽度大于10微米的呈褶皱状的界面。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述六方氮化硼层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.14Kcm2/W,导热系数为16W/mK。
制作同样的上述由三层六方氮化硼层状褶皱结构相互嵌套的导热垫,放置24小时,对其稳定性进行测试,导热垫的形状和尺寸未发生明显变化。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述六方氮化硼层状褶皱结构导热垫静置24h后进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.14Kcm2/W,导热系数为16W/mK,导热性能没有发生明显变化。
将上述由三层六方氮化硼层状褶皱结构相互嵌套的导热垫用冲切机裁切成30mm*30mm的正方形,可以看出,刀口整齐,导热垫形状和尺寸都符合要求。
实施例3
将厚度为150微米的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩,将石墨烯纸与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
通过测厚仪测量,该层状褶皱结构的石墨烯纸的厚度为900微米。因此,其层状结构的厚度与褶皱结构的高度之比为1:6,有利于多层叠加以后褶皱结构相互嵌套。
将四张上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸上下重合放置,沿各个水平方向施加10Mpa的压力,将其压制成37mm*37mm的块体,即得到由四层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫。
通过电子显微镜对四层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫的截面进行拍摄,可以明显看到,相邻的石墨烯层状褶皱结构相互嵌套;嵌套的褶皱之间存在空间连续的宽度大于10微米的呈褶皱状的界面。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.1Kcm2/W,导热系数为22W/mK。
制作同样的上述由四层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫,放置24小时,对其稳定性进行测试,导热垫的形状和尺寸未发生明显变化。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述四层石墨烯层状褶皱结构导热垫静置24h后进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.1Kcm2/W,导热系数为22W/mK,导热性能没有发生明显变化。
将上述由四层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫用冲切机裁切成30mm*30mm的正方形,可以看出,刀口整齐,导热垫形状和尺寸都符合要求。
实施例4
将厚度为150微米的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩,将石墨烯纸与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
通过测厚仪测量,该层状褶皱结构的石墨烯纸的厚度为900微米。因此,其层状结构的厚度与褶皱结构的高度之比为1:6,有利于多层叠加以后褶皱结构相互嵌套。
将五张上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸上下重合放置,沿各个水平方向施加10Mpa的压力,将其压制成37mm*37mm的块体,即得到由五层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫。
通过电子显微镜对五层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫的截面进行拍摄,可以明显看到,相邻的石墨烯层状褶皱结构相互嵌套;嵌套的褶皱之间存在空间连续的宽度大于10微米的呈褶皱状的界面。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.11Kcm2/W,导热系数为20W/mK。
制作同样的上述由五层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫,放置24小时,对其稳定性进行测试,导热垫的形状和尺寸未发生明显变化。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述五层石墨烯层状褶皱结构导热垫静置24h后进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.11Kcm2/W,导热系数为20W/mK,导热性能没有发生明显变化。
将上述由五层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫用冲切机裁切成30mm*30mm的正方形,可以看出,刀口整齐,导热垫形状和尺寸都符合要求。
比较例1
将厚度为150微米的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩,将石墨烯纸与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的石墨烯纸。通过测厚仪测量,该层状褶皱结构的石墨烯纸的厚度为900微米。因此,其层状结构的厚度与褶皱结构的高度之比为1:6。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力,将其压制成37mm*37mm的块体,即获得单层石墨烯层状褶皱结构导热垫,如图9所示。其中,图9(1)为单层石墨烯层状褶皱结构导热垫刚压制成型的照片,可以清楚的看到,单层石墨烯层状褶皱结构导热垫的褶皱结构之间存在较大的缝隙,缝隙中充满空气。使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述单层石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.3Kcm2/W,导热系数为9.8W/mK,其导热性能明显差于相同制备方法的同样尺寸的两层石墨烯层状褶皱结构相互嵌套的导热垫(实施例1)。
制作同样的上述单层石墨烯层状褶皱结构的导热垫,放置24小时,对其稳定性进行测试,测试结果如图9所示,其中图9(1)为单层石墨烯层状褶皱结构导热垫刚压制成型的照片,图9(2)为静置24小时后的照片,可以看出,静置24h后,导热垫形状和尺寸发生明显变化。使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述单层石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试,其在50psi压力下的界面热阻为0.44Kcm2/W,导热系数为7.5W/mK,导热性能比放置24小时前发生了明显下降。
将上述单层石墨烯层状褶皱结构导热垫用冲切机裁切成30mm*30mm的正方形,裁切后的导热垫如图9(3)所示。可以看出,导热垫形状和尺寸都达不到要求。
由上述实施例及比较例可知,本发明采用嵌套的方法制备的导热垫,界面热阻更小,热导率更高,性能更稳定。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品,其特征在于,由两层以上、上下层叠设置的导热层组成,所述导热层具有层状褶皱结构,且相邻导热层的褶皱结构相互嵌套;
所述嵌套型多层层状褶皱结构导热制品的制备方法如下:
将两层以上的导热层,上下层叠设置,所述导热层具有层状褶皱结构,然后施加水平压力进行水平压制,使相邻导热层的褶皱结构相互嵌套;
所述导热层按照以下方法制备:
将具有层状结构的导热材料,与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,导热材料随着弹性体的回缩而回缩,将导热材料与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的导热层。
2.根据权利要求1所述的导热制品,其特征在于,所述相互嵌套为导热层上下层叠设置,并水平压制,形成的嵌套结构。
3.根据权利要求1所述的导热制品,其特征在于,所述相邻导热层间具有空隙。
4.根据权利要求3所述的导热制品,其特征在于,所述空隙大于等于0.1微米,小于等于100微米。
5.根据权利要求1所述的导热制品,其特征在于,所述导热层为高导热二维微纳米材料层。
6.根据权利要求1所述的导热制品,其特征在于,所述导热层中,褶皱结构的褶曲高度为导热层厚度的1~20倍。
7.根据权利要求1~6任一项所述的导热制品,其特征在于,所述导热制品为导热垫。
8.一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将两层以上的导热层,上下层叠设置,所述导热层具有层状褶皱结构,然后施加水平压力进行水平压制,使相邻导热层的褶皱结构相互嵌套;
所述导热层按照以下方法制备:
将具有层状结构的高导热二维微纳米材料,与拉伸后的弹性体粘接,弹性体释放拉力回缩后,高导热二维微纳米材料随着弹性体的回缩而回缩,将高导热二维微纳米材料与弹性体分离,得到具有层状褶皱结构的导热层。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200%~500%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108531144B (zh) * 2018-06-15 2023-09-22 宁波杉越新材料有限公司 一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法
CN109462967A (zh) * 2018-12-25 2019-03-12 威海云山科技有限公司 一种散热器
CN109808242A (zh) * 2019-03-28 2019-05-28 博众精工科技股份有限公司 弹性体拉伸装置
CN110491845B (zh) * 2019-08-28 2021-09-21 宁波杉越新材料有限公司 导热垫及其制备方法
CN111769084A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 安徽杉越科技有限公司 导热制品及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203675528U (zh) * 2014-01-16 2014-06-25 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种具有褶皱结构的石墨膜导热散热片
CN106947436A (zh) * 2017-05-10 2017-07-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种热界面材料及其制备和应用
CN107148669A (zh) * 2014-12-18 2017-09-08 株式会社钟化 石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2358558Y (zh) * 1998-12-07 2000-01-12 姜守仁 柔性导热垫片
US20170030657A1 (en) * 2013-12-26 2017-02-02 Toray Industries, Inc. Method of manufacturing total heat exchange element, and total heat exchanger element
US10113097B2 (en) * 2014-09-26 2018-10-30 W.L. Gore & Associates, Inc. Process for the production of a thermally conductive article
WO2016072429A1 (ja) * 2014-11-05 2016-05-12 Jnc株式会社 熱伝導シート、電子機器
CN108531144B (zh) * 2018-06-15 2023-09-22 宁波杉越新材料有限公司 一种嵌套型多层层状褶皱结构导热制品及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203675528U (zh) * 2014-01-16 2014-06-25 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种具有褶皱结构的石墨膜导热散热片
CN107148669A (zh) * 2014-12-18 2017-09-08 株式会社钟化 石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体
CN106947436A (zh) * 2017-05-10 2017-07-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种热界面材料及其制备和应用

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