CN114620715A - 一种导热石墨烯膜低温碳化工艺 - Google Patents

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黄志良
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Abstract

本发明公开了一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，包括以下步骤：步骤1：选择石墨隔板；步骤2：选择石墨底板和石墨上板；步骤3：按步骤1石墨隔板的尺寸裁切好石墨烯原膜，并将裁切好的至少一层石墨烯原膜堆叠为一石墨烯原膜组放在石墨底板上，石墨烯原膜组顶面上再加放石墨隔板；步骤4：而后每层按石墨烯原膜组和石墨隔板顺序堆叠；步骤5：当堆叠高度不小于400mm时，转到步骤6，否则转到步骤4；步骤6：最上层的石墨烯原膜组顶面加放石墨上板形成堆叠体；步骤7：将步骤6堆叠好的堆叠体整齐放入低温处理设备，加压压力控制在0‑10Mpa，加压0.5‑1h；步骤8：低温处理设备开始升温，升温至150℃，保温时间0.5‑2h；再继续升温至300℃，保温时间0.5‑3h；提供生产效率。

Description

一种导热石墨烯膜低温碳化工艺
技术领域
本发明涉及一种导热石墨烯膜低温碳化工艺。
背景技术
石墨烯散热膜是以氧化石墨烯为原料，采用多层石墨烯堆叠而成的定向导热膜，与市场同类散热材料相比，具有性能好、导热系数高，质量轻、柔韧性好等特点，是电子行业热解决方案的最佳材料。
石墨烯散热膜由氧化石墨烯涂布堆叠成原膜，经高低温碳化及高温石墨化烧制而成，目前行业石墨烯散热膜大多为片状增加了低温碳化时间较长并且影响产品良率和生产效率。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供提供生产效率的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺。
实现本发明的技术方案如下
一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择高纯度天然石墨制作石墨隔板；
步骤2：选择高纯度天然石墨制作石墨底板和石墨上板；
步骤3：按步骤1石墨隔板的尺寸裁切好石墨烯原膜，并将裁切好的至少一层石墨烯原膜堆叠为一石墨烯原膜组放在石墨底板上，石墨烯原膜组顶面上再加放石墨隔板；
步骤4：而后每层按石墨烯原膜组和石墨隔板顺序堆叠；
步骤5：当堆叠高度不小于400mm时，转到步骤6，否则转到步骤4；
步骤6：最上层的石墨烯原膜组顶面加放石墨上板形成堆叠体；
步骤7：将步骤6堆叠好的堆叠体整齐放入低温处理设备，加压压力控制在0-10Mpa，加压0.5-1h；
步骤8：低温处理设备开始升温，升温至150℃，保温时间0.5-2h；再继续升温至300℃，保温时间0.5-3h后取出产品。
所述步骤1中的石墨隔板密度为2±0.2g/cm3。
所述步骤1中的石墨隔板厚度为2mm。
所述步骤2中的石墨底板和石墨上板密度为2±0.2g/cm3。
所述步骤2中石墨底板和石墨上板厚度为5mm。
所述步骤3中石墨烯原膜组由1-20层石墨烯原膜堆叠而成。
所述步骤7中加压压力控制在2Mpa。
所述步骤8中升温至150℃时，保温时间0.5h。
所述步骤8中升温至300℃时，保温时间2h。
采用了上述技术方案，石墨烯能有效排除官氧团并有序排列，碳化时间短，碳化后石墨烯膜表面平整且具有一定韧性，石墨烯膜在碳化过程中有效控制发泡厚度。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明石墨烯膜电镜下示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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1：
一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，包括以下步骤：步骤1：选择高纯度天然石墨制作石墨隔板，石墨隔板密度为2g/cm3，石墨隔板厚度为2mm；步骤2：选择高纯度天然石墨制作石墨底板和石墨上板；石墨底板、石墨上板长度尺寸、宽度尺寸均与步骤1中的石墨隔板尺寸一致，石墨底板和石墨上板密度为2g/cm3，石墨底板和石墨上板厚度为5mm；步骤3：步骤3：按步骤1石墨隔板的尺寸裁切好石墨烯原膜，并将裁切好的至少一层石墨烯原膜堆叠为一石墨烯原膜组放在石墨底板上，石墨烯原膜组顶面上再加放石墨隔板；步骤4：而后每层按石墨烯原膜组和石墨隔板顺序堆叠；步骤5：当堆叠高度等于400mm时；步骤6：最上层的石墨烯原膜组顶面加放石墨上板形成堆叠体；步骤7：将步骤6堆叠好的堆叠体整齐放入低温处理设备，加压压力控制在2Mpa，加压0.5-1h；步骤8：低温处理设备开始升温，升温至150℃，保温时间0.5h。石墨隔板采用2g/cm3，在后续工艺中不易破裂，当石墨隔板厚度采用2mm时，石墨隔板的隔板不薄不厚，既能保证堆叠的石墨烯原膜层数足够多，又能有效避免加压压力在1Mpa以上会导致石墨隔板碎裂；底板和上板采用2g/cm3，在后续工艺中不易破裂，当石墨底板和石墨上板厚度采用5mm时，石墨底板和石墨上板的板不薄不厚，既能保证堆叠的石墨烯原膜层数足够多，又能有效避免加压压力在1Mpa以上会导致石墨隔板碎裂。大于2MP压力堆叠后在压力影响下容易使石墨烯膜在加温过程中破裂，小于2MP不能有效排除石墨烯原膜中的官氧团。保温时间控制在0.5h时，能有效排除官氧团并有序排列，实现初步排氧。
实施例2：
在实施例1的基础上，步骤8中继续升温至300℃时，保温时间2h后取出成品。在初步排氧后继续加热后，再进行2h的保温可以将石墨烯原膜中的氧全部排出，碳化时间短，碳化后石墨烯膜表面平整且具有一定韧性，石墨烯膜在碳化过程中有效控制发泡厚度。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述步骤3中石墨烯原膜组由20层石墨烯原膜堆叠而成。堆叠20层石墨烯原膜组在保证现有装置能够放置的情况下，为最大堆叠层数。
实施例4：
在实施例1的基础上，当堆叠高度等于600mm时。堆叠高度为600mm时，是装置能够放置的最大高度。

Claims (9)

1.一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择高纯度天然石墨制作石墨隔板；
步骤2：选择高纯度天然石墨制作石墨底板和石墨上板；
步骤3：按步骤1石墨隔板的尺寸裁切好石墨烯原膜，并将裁切好的至少一层石墨烯原膜堆叠为一石墨烯原膜组放在石墨底板上，石墨烯原膜组顶面上再加放石墨隔板；
步骤4：而后每层按石墨烯原膜组和石墨隔板顺序堆叠；
步骤5：当堆叠高度不小于400mm时，转到步骤6，否则转到步骤4；
步骤6：最上层的石墨烯原膜组顶面加放石墨上板形成堆叠体；
步骤7：将步骤6堆叠好的堆叠体整齐放入低温处理设备，加压压力控制在0-10Mpa，加压0.5-1h；
步骤8：低温处理设备开始升温，升温至150℃，保温时间0.5-2h；再继续升温至300℃，保温时间0.5-3h。
2.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤1中的石墨隔板密度为2±0.2g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤1中的石墨隔板厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤2中的石墨底板和石墨上板密度为2±0.2g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤2中石墨底板和石墨上板厚度为5mm。
6.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤3中石墨烯原膜组由1-20层石墨烯原膜堆叠而成。
7.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤7中加压压力控制在2Mpa。
8.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤8中升温至150℃时，保温时间0.5h。
9.根据权利要求1所述的一种导热石墨烯膜低温碳化工艺，其特征在于，所述步骤8中升温至300℃时，保温时间2h。
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