CN111690381B - 一种液态金属导热膏及其制备方法 - Google Patents

一种液态金属导热膏及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111690381B
CN111690381B CN202010709511.6A CN202010709511A CN111690381B CN 111690381 B CN111690381 B CN 111690381B CN 202010709511 A CN202010709511 A CN 202010709511A CN 111690381 B CN111690381 B CN 111690381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid metal
parts
gallium
stirring
conducting paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010709511.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111690381A (zh
Inventor
林永胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Meiqing Heat Transfer Technology Co ltd
Original Assignee
Fujian Meiqing Heat Transfer Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Meiqing Heat Transfer Technology Co ltd filed Critical Fujian Meiqing Heat Transfer Technology Co ltd
Priority to CN202010709511.6A priority Critical patent/CN111690381B/zh
Publication of CN111690381A publication Critical patent/CN111690381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111690381B publication Critical patent/CN111690381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C09K5/12—Molten materials, i.e. materials solid at room temperature, e.g. metals or salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular

Abstract

本发明涉及一种液态金属导热膏及其制备方法。该液态金属导热膏包括如下重量份数组分：镓铟锡合金60～80份，吡啶二甲酸镓2～8份、导热增强剂5～10份和调节剂1～3份。制备时，按配比将各组分混合制备得到。本发明所述的液态金属导热膏具有热导率高，黏度适中，便于涂抹，不会蒸发泄露，不容易氧化失效，使用寿命期长的特点。

Description

一种液态金属导热膏及其制备方法
技术领域
本发明属于导热膏领域，特别是涉及一种液态金属导热膏及其制备方法。
背景技术
液态金属导热膏是一种高端热界面材料，其具有远超传统导热硅脂的热导率，传热效果显著。常见的液态金属导热膏为镓基合金，因其熔点低，常温下呈液态，最为适合用作热界面材料。然而，在实际的使用过程中，也出现了不少问题，如镓合金因其流动性大不易涂抹；镓合金自身较大的表面张力而与界面材料的润湿性差，易出现溢出现象；镓合金容易逐渐被空气氧化导致性能下降，而影响使用寿命等。因此，寻找黏度合适、与界面材料湿润性好、防止液态金属导热膏氧化，是保证液态金属热界面材料大规模市场应用的重要课题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种液态金属导热膏及其制备方法。本发明以液态金属为导热功能主体，加入吡啶二甲酸镓，协同调节剂和导热增强剂，制备得到的导热膏具有高热导率，黏度适中，便于涂抹，不会蒸发泄露，不容易氧化失效，使用寿命期长的特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提供了一种液态金属导热膏，包括如下重量份数组分：镓铟锡合金60～80份，吡啶二甲酸镓2～8份、导热增强剂5～10份和调节剂1～3份。
进一步地，导热增强剂为铜粉、铝粉或铁粉。
进一步地，调节剂为三氯化镓或三氯化铟。
进一步地，导热增强剂的粒径为100nm～200nm。
另一方面，提供了一种液态金属导热膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导热增强剂置于真空干燥箱中恒温干燥，备用；
(2)向熔化的液态金属中添加导热增强剂、吡啶二甲酸镓和调节剂，在真空环境下对混合物进行搅拌，搅拌均匀，得液态金属导热膏。
进一步地，步骤(1)真空干燥过程，干燥温度为80℃～90℃，干燥时间为5h～6h。
进一步地，步骤(2)搅拌过程，使温度保持高于25℃。
进一步地，步骤(2)搅拌过程，搅拌时转速为100rpm～200rpm，搅拌时间为5min～10min。
有益效果：
(1)本发明添加吡啶二甲酸镓，并协同调节剂三氯化镓或三氯化铟，能显著降低液态金属表面张力，增加液态金属导热膏与界面材料的润湿性，从而防止其溢出和污染界面材料产品；同时吡啶二甲酸镓容易在镓铟锡合金表面形成一层保护膜，可防止导热膏中的液态金属被空气氧化，延缓导热膏在长期使用过程中时的性能失效。
(2)本发明添加纳米级的导热增强剂，与镓铟锡合金湿润性良好，在混合时未出现成团现象和空隙，减少了空气的不良导体，进一步增强了液态金属导热膏的导热性能。
(3)本发明制备的液态金属导热膏作为主要功能材料的液态金属在25℃及以上温度下能呈现液态，具有热导率高，黏度适中，便于涂抹，不会蒸发泄露，不容易氧化失效，使用寿命期长的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种液态金属导热膏，由以下按重量份计的组分组成：
镓铟锡合金为70份，吡啶二甲酸镓6份、导热增强剂铜粉8份和调节剂三氯化镓2份。
制备本实施例中所述的液态金属导热膏的方法，包括以下步骤：
将铜粉置于80℃真空干燥箱中恒温干燥5h，备用；向熔化的液态金属镓铟锡合金中添加铜粉、吡啶二甲酸镓和三氯化镓，在真空环境下对混合物进行搅拌，使温度保持高于25℃，搅拌时转速为150rpm，搅拌时间为8min，搅拌均匀，得液态金属导热膏。
实施例2
一种液态金属导热膏，由以下按重量份计的组分组成：
镓铟锡合金为80份，吡啶二甲酸镓2份、导热增强剂铜粉5份和调节剂三氯化镓3份。
制备本实施例中所述的液态金属导热膏的方法，包括以下步骤：
将铜粉置于90℃真空干燥箱中恒温干燥6h，备用；向熔化的液态金属镓铟锡合金中添加铜粉、吡啶二甲酸镓和三氯化镓，在真空环境下对混合物进行搅拌，使温度保持高于25℃，搅拌时转速为200rpm，搅拌时间为5min，搅拌均匀，得液态金属导热膏。
实施例3
一种液态金属导热膏，由以下按重量份计的组分组成：
镓铟锡合金为60份，吡啶二甲酸镓8份、导热增强剂铜粉10份和调节剂三氯化铟1份。
制备本实施例中所述的液态金属导热膏的方法，包括以下步骤：
将铜粉置于80℃真空干燥箱中恒温干燥6h，备用；向熔化的液态金属镓铟锡合金中添加铜粉、吡啶二甲酸镓和三氯化镓，在真空环境下对混合物进行搅拌，使温度保持高于25℃，搅拌时转速为100rpm，搅拌时间为10min，搅拌均匀，得液态金属导热膏。
对比例1
与实施例1比，吡啶二甲酸镓重量份调整为0.5份，余同；
对比例2
与实施例1比，吡啶二甲酸镓重量份调整为12份，余同；
对比例3
与实施例1比，组成成分上不含导热增强剂，余同；
对比例4
与实施例1比，组成成分上不含调节剂，余同；
对比例5
与实施例1比，组成成分上不含吡啶二甲酸镓、导热增强剂和调节剂，余同；
性能测试：
取实施例1-3和对比例1-4制成的液态金属导热膏，进行热导率、接触角、黏度和相变温度的测定。具体数据如下表：
表1性能测试结果
Figure BDA0002595988470000041
从表1结果可知，本发明实施例1-3制备的液态金属导热膏热导率为34.3～35.6W/(m.K)，接触角76°～80°，相变温度为20℃～22℃，黏度为236～289mPa.s。说明本发明实施例制备的导热膏，热导率高，接触角小于90°说明与界面湿润性好，容易铺展涂覆，且有一定的黏度，流动性不大。
对比例1-4制备的液态金属导热膏的性能各有差别，与实施例1比较，对比例1当吡啶二甲酸镓调整为0.5份时，接触角升高到122°，表面张力增大，与界面湿润性变差。对比例2当吡啶二甲酸镓调整为12份时，接触角较实施例1有小幅度的降低，但是黏度增大，而且在制备过程中容易出现聚集成团现象；对比例3不含调节剂时接触角增大，即湿润性变差；对比例4不含导热增强剂时热导率有一定程度的降低且黏度也变差。对比例5不含吡啶二甲酸镓、调节剂和导热增强剂时，热导率、湿润性、黏度均最差，由于黏度小导致导热膏流动性变大，相变时易溢出。

Claims (7)

1.一种液态金属导热膏，其特征在于，按重量份数由以下物质组成：镓铟锡合金60～80份，吡啶二甲酸镓2～8份、导热增强剂5～10份和调节剂1～3份，所述的调节剂为三氯化镓或三氯化铟。
2.根据权利要求1所述的一种液态金属导热膏，其特征在于，所述导热增强剂为铜粉、铝粉或铁粉。
3.根据权利要求1所述的一种液态金属导热膏，其特征在于，所述导热增强剂的粒径为100nm～200nm。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将导热增强剂置于真空干燥箱中干燥，备用；
（2）向熔化的液态金属中添加导热增强剂、吡啶二甲酸镓和调节剂，在真空环境下对混合物进行搅拌，搅拌均匀得液态金属导热膏。
5.根据权利要求4所述的一种液态金属导热膏的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）真空干燥过程，干燥温度为80℃～90℃，干燥时间为5h～6h。
6.根据权利要求4所述的一种液态金属导热膏的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）搅拌过程，使温度保持高于25℃。
7.根据权利要求4所述的一种液态金属导热膏的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）搅拌过程，搅拌时转速为100rpm～200rpm，搅拌时间为5min～10min。
CN202010709511.6A 2020-07-22 2020-07-22 一种液态金属导热膏及其制备方法 Active CN111690381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010709511.6A CN111690381B (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种液态金属导热膏及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010709511.6A CN111690381B (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种液态金属导热膏及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111690381A CN111690381A (zh) 2020-09-22
CN111690381B true CN111690381B (zh) 2021-06-04

Family

ID=72486686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010709511.6A Active CN111690381B (zh) 2020-07-22 2020-07-22 一种液态金属导热膏及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111690381B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114369369A (zh) * 2022-01-24 2022-04-19 福建美庆热传科技有限公司 一种低挥发低渗油的导热垫片及其制备方法
CN115141488A (zh) * 2022-08-12 2022-10-04 苏州鸿凌达电子科技股份有限公司 一种液态金属复合导热膏的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5346530A (en) * 1993-04-05 1994-09-13 General Electric Company Method for atomizing liquid metal utilizing liquid flow rate sensor
US6468326B1 (en) * 1998-07-09 2002-10-22 Membratec S.A. Method for in-line filtering of a liquid metal and implementing device
EP2038456B1 (en) * 2006-06-09 2014-03-05 Soitec System and process for high volume deposition of gallium nitride
CN104992742A (zh) * 2015-07-08 2015-10-21 北京依米康科技发展有限公司 一种高粘度低熔点金属导电膏及其制备方法和应用
CN108314995A (zh) * 2018-01-16 2018-07-24 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种具有高传热性能的液态金属流体的制备方法
CN108994292A (zh) * 2018-09-18 2018-12-14 北京梦之墨科技有限公司 一种低熔点金属的改性方法
CN109972011A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种电控掺杂提高液态金属热导率的方法
CN110129592A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 无锡市康宁玻璃制品有限公司 镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008064077A2 (en) * 2006-11-22 2008-05-29 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Methods for high volume manufacture of group iii-v semiconductor materials
CN103289650B (zh) * 2013-06-09 2014-01-08 北京依米康科技发展有限公司 一种低熔点金属导热膏
CN103396769B (zh) * 2013-08-21 2014-05-28 北京依米康科技发展有限公司 一种低熔点金属导热膏及其制备方法和应用
CN103642465B (zh) * 2013-11-08 2015-12-09 北京依米康科技发展有限公司 一种液态金属导热膏及其制备方法和应用
US9887356B2 (en) * 2015-01-23 2018-02-06 The Trustees Of Princeton University 3D printed active electronic materials and devices
CN104745911A (zh) * 2015-02-13 2015-07-01 北京依米康科技发展有限公司 一种高粘度低熔点金属导热片的制备方法及应用
CN110643331B (zh) * 2019-10-12 2021-11-09 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种液态金属导热膏及其制备方法和应用
CN111072058B (zh) * 2019-12-20 2022-02-22 广东先导稀材股份有限公司 一种三氯化镓的制备方法及设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5346530A (en) * 1993-04-05 1994-09-13 General Electric Company Method for atomizing liquid metal utilizing liquid flow rate sensor
US6468326B1 (en) * 1998-07-09 2002-10-22 Membratec S.A. Method for in-line filtering of a liquid metal and implementing device
EP2038456B1 (en) * 2006-06-09 2014-03-05 Soitec System and process for high volume deposition of gallium nitride
CN104992742A (zh) * 2015-07-08 2015-10-21 北京依米康科技发展有限公司 一种高粘度低熔点金属导电膏及其制备方法和应用
CN109972011A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种电控掺杂提高液态金属热导率的方法
CN108314995A (zh) * 2018-01-16 2018-07-24 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种具有高传热性能的液态金属流体的制备方法
CN108994292A (zh) * 2018-09-18 2018-12-14 北京梦之墨科技有限公司 一种低熔点金属的改性方法
CN110129592A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 无锡市康宁玻璃制品有限公司 镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111690381A (zh) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111690381B (zh) 一种液态金属导热膏及其制备方法
CN108538442B (zh) 高电导率低温银浆的制备方法
CN103642465B (zh) 一种液态金属导热膏及其制备方法和应用
WO2023045348A1 (zh) 抗氧化导电铜浆料及其制备方法和应用
EP2533254B1 (en) Reducing agent composition for conductive metal paste
TW201042665A (en) Electroconductive paste composition and the method of producing the same
CN110643331A (zh) 一种液态金属导热膏及其制备方法和应用
JP2010087251A (ja) 太陽電池用導電性ペースト
CN105618953B (zh) 一种无铅无卤滚涂锡膏及其制备方法
JP2010199034A (ja) 太陽電池用導電性ペースト及びその製造方法
Liu et al. Solderability, IMC evolution, and shear behavior of low-Ag Sn0. 7Ag0. 5Cu-BiNi/Cu solder joint
CN103210452A (zh) 导电浆料及带导电膜的基材
CN114410113A (zh) 一种流淌型细腻导热硅脂及其制备方法
JP2013199648A (ja) ポリマー厚膜はんだ合金／金属導電体組成物
CN113564446A (zh) 一种室温多相共存液态金属热界面材料及制备方法
CN111777993A (zh) 一种无硅导热膏及其制备方法
JPH0364378A (ja) ポテンシオメータ用固体潤滑低抗性インク
JP2004071467A (ja) 接続材料
CN113077924B (zh) 一种石墨烯发热膜用快干银浆及其制备方法
CN113388769B (zh) 一种浆状合金导热材料
CN111675947A (zh) 一种碳纳米管耐油耐高温导静电重防腐涂料及其制备方法
CN112480680A (zh) 一种导热硅脂及其制备方法
CN110993146A (zh) Ntc热敏电阻器用银浆及其制备方法和应用
WO2022088463A1 (zh) 一种亚超导体材料及制备方法
Luo et al. Study of the Mechanism of Liquid‐Metal‐Assisted Thermal Interface Materials

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant