CN112457015A - 一种新型石墨散热器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型石墨散热器及其制备方法，其中，制备方法包括步骤：对沥青进行加热处理，得到沥青液体；在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体；向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物；将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。本发明制得的新型石墨散热器具有超强的耐腐蚀性能，价格比有色金属散热器低，其具有较佳的绝缘性能，适用于高电压、大电流环境。
Description
技术领域
本发明涉及散热器领域，尤其涉及一种新型石墨散热器及其制备方法。
背景技术
现在电子产品的散热器，北方地区使用的暖气片，全部都是使用金属材料制作而成。散热器这一类民用产品，由于使用量非常大，因此每年都需要大量进口。而这其中使用最多的是铝和铜等有色金属，其生产工艺不仅伴随高污染，而且成本高昂。因此尽快找到一些能够国产的新材料来替代是当务之急。
石墨，以及它的衍生物石墨烯都是良好的导热产品。然而，石墨非常润滑，而且非常脆，因此直接使用是非常困难的。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型石墨散热器及其制备方法，旨在解决现有技术无法直接将石墨制成散热器的问题。
本发明的技术方案如下：
一种新型石墨散热器的制备方法，其中，包括步骤：
对沥青进行加热处理，得到沥青液体；
在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体；
向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物；
将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，所述对沥青进行加热处理的步骤中，加热处理的温度为150-300℃。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌的步骤中，纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的8-15％。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，向所述混合液体中加入高岭土并搅拌的步骤中，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.2-1.8倍。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理的步骤中，煅烧温度为1900-2200℃。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理的步骤中，煅烧时间为20-40min。
所述新型石墨散热器的制备方法，其中，所述惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛中的一种。
一种新型石墨散热器，其中，采用本发明所述新型石墨散热器的制备方法制得。
有益效果：本发明提供的新型石墨散热器的制备方法有效解决了现有技术无法将石墨粉制成散热器的问题，本发明可根据具体模具定制各种形状的散热器，制得的所述散热器是含石墨的非金属散热器，其具有超强的耐腐蚀性能，价格比有色金属散热器低，由于是非金属散热器，其具有较佳的绝缘性能，适用于高电压、大电流环境。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型石墨散热器的制备方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种新型石墨散热器及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。石墨还是一种良好的导热产品。然而，由于石墨非常润滑，而且非常脆，因此直接使用石墨来制备散热器是非常困难的。
基于此，本发明提供了一种新型石墨散热器的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
S10、对沥青进行加热处理，得到沥青液体；
S20、在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体；
S30、向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物；
S40、将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
S50、在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
采用本实施例提供的方法可直接制得新型石墨散热器，其有效解决了现有技术无法将石墨粉制成散热器的问题，本实施例可根据具体模具定制各种形状的散热器，制得的所述散热器是含石墨的非金属散热器，其具有超强的耐腐蚀性能，价格比有色金属散热器低，由于是非金属散热器，其具有较佳的绝缘性能，适用于高电压、大电流环境。
在一些实施方式中，以150-300℃的温度对所述沥青进行加热处理，得到可以自由流动的沥青液体。本实施例采用沥青来混合纳米石墨粉主要是为了在成型的过程中粘结性更好，成型后散热器胚体不容易损坏。
在一些实施方式中，在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，其中，纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的8-15％。作为举例，所述纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的10％。
在一些实施方式中，向所述混合液体中加入高岭土并搅拌的步骤中，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.2-1.8倍。加入所述高岭土的主要作用是为了提高后期新型石墨烯散热器成品的机械强度，根据使用环境，可适当调整所述高岭土的添加比例。作为举例，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.5倍。
在一些实施方式中，在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理的步骤中，煅烧温度为1900-2200℃。在该煅烧温度条件下，所述散热器胚体中的沥青成分会被石墨化，除了碳元素以外的其它元素均会因为高温而气化离开散热器，最终形成机械强度和瓷器类似，导热性能卓越的非金属散热器，即新型石墨烯散热器。
在一些具体的实施方式中，在惰性气氛保护下，且煅烧温度为1900-2200℃的条件下，对所述散热器胚体进行煅烧20-40min，使得散热器胚体中的沥青成分充分石墨化，得到卓越导热性能的新型石墨烯散热器。
在本实施例中，所述惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛中的一种，但不限于此。
在一些实施方式中，还提供一种新型石墨散热器，其采用本发明所述新型石墨散热器的制备方法制得。
下面通过具体实施例对本发明一种新型石墨散热器的制备方法做进一步的解释说明：
实施例1
一种新型石墨散热器的制备方法，其包括以下步骤：
1、以200℃的温度对所述沥青进行加热处理，得到可以自由流动的沥青液体；
2、在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体，其中，所述纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的10％，；
3、向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.5倍；
4、将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
5、在惰性气氛保护下，以2000℃的温度对所述散热器胚体进行煅烧处理30min，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
实施例2
一种新型石墨散热器的制备方法，其包括以下步骤：
1、以300℃的温度对所述沥青进行加热处理，得到可以自由流动的沥青液体；
2、在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体，其中，所述纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的12％，；
3、向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.6倍；
4、将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
5、在惰性气氛保护下，以2200℃的温度对所述散热器胚体进行煅烧处理20min，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
实施例3
一种新型石墨散热器的制备方法，其包括以下步骤：
1、以250℃的温度对所述沥青进行加热处理，得到可以自由流动的沥青液体；
2、在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体，其中，所述纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的9％，；
3、向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.2倍；
4、将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
5、在惰性气氛保护下，以2100℃的温度对所述散热器胚体进行煅烧处理35min，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
实施例4
一种新型石墨散热器的制备方法，其包括以下步骤：
1、以200℃的温度对所述沥青进行加热处理，得到可以自由流动的沥青液体；
2、在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体，其中，所述纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的13％，；
3、向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.6倍；
4、将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
5、在惰性气氛保护下，以1900℃的温度对所述散热器胚体进行煅烧处理28min，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
综上所述，本发明提供的新型石墨散热器的制备方法有效解决了现有技术无法将石墨粉制成散热器的问题，本发明可根据具体模具定制各种形状的散热器，制得的所述散热器是含石墨的非金属散热器，其具有超强的耐腐蚀性能，价格比有色金属散热器低，由于是非金属散热器，其具有较佳的绝缘性能，适用于高电压、大电流环境。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，包括步骤：
对沥青进行加热处理，得到沥青液体；
在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌，使所述纳米石墨粉均匀分散在沥青液体中，得到混合液体；
向所述混合液体中加入高岭土并搅拌，逐渐降温后，得到膏状混合物；
将所述膏状混合物加入散热器模具中，并对所述散热器模具进行加热，得到散热器胚体；
在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理，使得所述散热器胚体中的沥青石墨化，制得所述新型石墨散热器。
2.根据权利要求1所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，所述对沥青进行加热处理的步骤中，加热处理的温度为150-300℃。
3.根据权利要求1所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，在所述沥青液体中加入纳米石墨粉并搅拌的步骤中，纳米石墨粉重量占所述沥青液体重量的8-15％。
4.根据权利要求1所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，向所述混合液体中加入高岭土并搅拌的步骤中，所述高岭土重量为所述纳米石墨粉重量的1.2-1.8倍。
5.根据权利要求1所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理的步骤中，煅烧温度为1900-2200℃。
6.根据权利要求5所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，在惰性气氛保护下，对所述散热器胚体进行煅烧处理的步骤中，煅烧时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述新型石墨散热器的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛中的一种。
8.一种新型石墨散热器，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述新型石墨散热器的制备方法制得。
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