CN109435354A - 一种界面材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种界面材料及其制造方法，其中，界面材料包括至少一层基体材料，基体材料包括石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管中一种或多种材料组成。将使用本发明的界面材料和方法制成的导热散热界面材料放置于石英坩埚和保护坩埚之间，在保证正常加工工艺的同时，还能够减少外部的保护坩埚的损耗速度，大大降低生产成本；同时本发明的界面材料容易生产加工，具有优良的使用效果。

Description

一种界面材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子产品散热技术领域，具体为一种界面材料及其制造方法。
背景技术
界面材料被广泛的应用于各种场合，比如换热、导热、耐腐蚀、耐热、导电等领域，单晶硅热场中的石英坩埚与外层的石墨坩埚和碳坩埚之间存在换热、导热、腐蚀等现象，所以需要一种多功能的界面材料，既要抗腐蚀、又要阻止杂质交换、又要均匀导热、还要求传热速度快，传统技术是没有放置界面材料的，这样往往导致以下后果：因为石英坩埚主要是二氧化硅，用于在制备单晶硅热汤时保证纯度，外层是保护坩埚，为碳材质，用于保护内部的石英坩埚。但是在高温下，石英坩埚会分解为硅和氧，氧会和外部的碳发生反应，导致外部的保护坩埚不断损耗，通常在使用几次就得更换。由于外部的保护坩埚价格昂贵，这样造成成本大幅升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种界面材料及其制造方法，具备重量轻便、体积较小、厚度适当、使用寿命长等优点，解决了现有技术中外部的保护坩埚不断损耗，成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种界面材料，所述界面材料包括至少一层基体材料，所述基体材料包括石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管中一种或多种材料组成。
优选的，在所述的界面材料中，所述界面材料还包括一层增强材料，所述增强材料位于两层所述基体材料之间。
优选的，在所述的界面材料中，所述增强材料的厚度范围为1微米到1500微米。
优选的，在所述的界面材料中，所述增强材料包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维、氧化锆、氮化硼、钡、碳酸钡、氢氧化钡、氮化硅、碳化硼、碳化硅、氧化镁粉、偏硅酸纤维、硅酸钙铝纤维、氧化铝纤维、铜、铝、银、钨和钼金属粉体中一种或多种材料组成。
优选的，在所述的界面材料中，所述增强材料为无纺布或编织布结构，包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维中的一种或多种。
优选的，在所述的界面材料中，所述基体材料的厚度是1微米到2000微米。
在本发明中，提出了一种界面材料的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
在本发明中，提出了另一种界面材料的制造方法，所述界面材料包括至少一层增强材料和基体材料；所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末与增强材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
在本发明中，还提出了一种界面材料的制造方法，所述界面材料包括至少一层纸状或机布状的增强材料和两层基体材料；所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：将所述基体材料粉末输送至纸状或布状的增强材料的表面，并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：将使用本发明的界面材料和方法制成的导热散热界面材料放置于石英坩埚和保护坩埚之间，在保证正常加工工艺的同时，还能够减少外部的保护坩埚的损耗速度，大大降低生产成本；同时本发明的界面材料容易生产加工，具有优良的使用效果。
附图说明
图1为本发明中界面材料运用在坩埚中的截面示意图；
图2为本发明中界面材料的截面结构放大示意图；
图3为本发明中界面材料制备过程中的俯视图；
图4为本发明中界面材料运用在保温筒内部的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种界面材料，所述界面材料包括至少一层基体材料，所述基体材料包括石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管中一种或多种材料组成。
请参考图1，本实施例中提出的界面材料20，可以用于石英坩埚30和保护坩埚10之间，如背景技术所提及，因为石英坩埚30主要是二氧化硅，用于在制备单晶硅热汤时保证纯度，外层是保护坩埚10，为碳材质，用于保护内部的石英坩埚30。但是在高温下，石英坩埚30会分解为硅和氧，氧会和外部的碳发生反应，导致外部的保护坩埚10不断损耗，通常在使用几次就得更换。
在所述石英坩埚30和保护坩埚10之间增加了界面材料20，可大幅降低保护坩埚10的损耗，能够大幅提高其使用寿命，大大降低了成本。
其中，所述界面材料20的厚度范围可为1微米到2000微米，例如是1000微米。
在本实施例中，所述界面材料20的制备工艺如下：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
具体工艺可以根据具体需要来进行调整，本领域技术人员能够知晓以上具体工艺步骤如何实现，并且能够做出根据不同需求的调整。在此不做赘述。
实施例二
请参考图2，在本实施例中，所述界面材料20至少包括一层增强材料22，所述增强材料22位于两层所述基体材料21之间，且所述增强材料的厚度范围为1微米到1500微米，例如为500微米。
在本实施例中，所述增强材料22包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维、氧化锆、氮化硼、钡、碳酸钡、氢氧化钡、氮化硅、碳化硼、碳化硅、氧化镁粉、偏硅酸纤维、硅酸钙铝纤维、氧化铝纤维、铜、铝、银、钨和钼金属粉体中一种或多种材料组成。
此外，所述增强材料22还可以为无纺布或编织布结构，包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维中的一种或多种。
其中，所述增强材料22能够提高界面材料20的强度，从而提高界面材料20的使用寿命。
在本实施例中，当所述增强材料22为粉末状时，所述界面材料20的制备工艺如下：
步骤1：将基体材料粉末与增强材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
当所述增强材料22为纸状或机布状时，所述界面材料20的制备工艺如下：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：将所述基体材料粉末输送至纸状或机布状的增强材料的表面，并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
具体的，如图3所示，在步骤4中，可将基体材料21粉末输送至纸状或机布状的增强材料22的表面，并且均匀分布，然后再进行多道辊压，切边收卷获得所需的界面材料20。
制备出强度性能较好的界面材料20，此种界面材料20可用于除坩埚之外的其他高温场合中，例如高温保温筒40的内表面，如图4所示，可提高高温保温筒40的使用寿命并确保保温效果。
综上所述，将使用本发明的界面材料和方法制成的导热散热界面材料放置于石英坩埚和保护坩埚之间，在保证正常加工工艺的同时，还能够减少外部的保护坩埚的损耗速度，大大降低生产成本；同时本发明的界面材料容易生产加工，具有优良的使用效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种界面材料，其特征在于，所述界面材料包括至少一层基体材料，所述基体材料包括石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管中一种或多种材料组成。
2.根据权利要求1所述的界面材料，其特征在于，所述界面材料还包括一层增强材料，所述增强材料位于两层所述基体材料之间。
3.根据权利要求2所述的界面材料，其特征在于，所述增强材料的厚度范围为1微米到1500微米。
4.根据权利要求2所述的界面材料，其特征在于，所述增强材料包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维、氧化锆、氮化硼、钡、碳酸钡、氢氧化钡、氮化硅、碳化硼、碳化硅、氧化镁粉、偏硅酸纤维、硅酸钙铝纤维、氧化铝纤维、铜、铝、银、钨和钼金属粉体中一种或多种材料组成。
5.根据权利要求2所述的界面材料，其特征在于，所述增强材料为无纺布或编织布结构，包括碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的界面材料，其特征在于，所述基体材料的厚度是1微米到2000微米。
7.一种界面材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
8.一种界面材料的制造方法，其特征在于，所述界面材料包括至少一层增强材料和基体材料；所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末与增强材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：输送并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
9.一种界面材料的制造方法，其特征在于，所述界面材料包括至少一层纸状或布状的增强材料和两层基体材料；所述制造方法包括如下步骤：
步骤1：将基体材料粉末进行预混；
步骤2：加热膨胀；
步骤3：平铺称重；
步骤4：将所述基体材料粉末输送至纸状或机布状的增强材料的表面，并进行多道辊压；
步骤5：切边收卷获得所需的界面材料。
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