CN203190370U - 一种包覆石墨的铝散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包覆石墨的铝散热器，一种包覆石墨的铝散热器，所述包覆石墨的铝散热器包括石墨基材及铝散热基板，所述石墨基材作为导热基材包覆在铝散热基板内，该石墨基材使用的材料是石墨，且其含碳量在99％以上，所述石墨基材与铝散热基板的接触面的外缘边在铝散热基板的外缘边内部。石墨与铝、铜相比，散热更快、重量轻、方便与其它散热器贴合组装，同时，石墨具有各向异性的传热特性，能够定向传热，向其它组分传热效果更好，且成本低。

Description

一种包覆石墨的铝散热器

技术领域

本实用新型涉及LED灯领域，尤其涉及一种适用于LED大功率照明灯具的包覆石墨的铝散热器。 

背景技术

现在LED大功率照明灯具的散热材料，一般多使用铝散热器或铜散热器，作灯具的散热传导。此铝散热器或铜散热器实际上算是均温板，把热量均温掉。铜的导热系数是铝的约1.8倍(AL导热系数：200W/m*K，Cu导热系数：380W/m*K)，密度则约是3倍(AL密度：2.7g/cm³，Cu密度：8.9g/cm³)，换句话说，同样体积、面积的散热片，铜的重量是铝的3倍。铜用作LED照明灯具的散热器，虽然热传导高，但是成本高，少有散热器采用铜材料，大部分的散热器采用铝材料。现有的铝散热器因为生产工艺的限制生产出的成品散热器实际的热传导系数比200W/m*K更低，从而导致LED照明灯具的寿命不能大幅提高(LED发光芯片的理论寿命100000小时)，而且光衰很厉害。所以寻求散热更快成本更低的散热材料或更好的制作工艺是LED照明灯具散热的关键。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种散热快、重量轻、成本低的包覆石墨的铝散热器。 

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：一种包覆石墨的铝散热器，所述包覆石墨的铝散热器包括石墨基材及铝散热基板，所述石墨基材作为导热基材包覆在铝散热基板内。 

进一步的，所述石墨基材使用的材料是石墨。 

进一步的，所述石墨基材与铝散热基板的接触面的外缘边在铝散热基板的外缘边内部。 

本实用新型的优点是：石墨与铝、铜相比，散热更快、重量轻、方便与其它散热器贴合组装。同时，石墨具有各向异性的传热特性(与铜铝的各向同性的传热特性不同)，能够定向传热，向其它组分(散热器)传热效果更好。石墨的主要成分是碳材料，方便易得，成本低廉。抗腐蚀，耐酸碱，抗氧化，抗老化能力强，其废弃物也不会污染环境，同铝整体制作散热器时加工也比较方便。把大功率LED光源产生的热量更快、更完全地往石墨上传导，再通过石墨的纵向两维高导热性把热量往铝散热器上传导，从而降低LED发光芯片的结温，提高LED的光效、延长LED灯具的寿命。 

本实用新型主要是使用高导热性的石墨片作散热基材，外面包覆的铝散热器作散热均温板，把石墨传导出来的热量均匀散发。包覆石墨的铝散热器整体热导性比单纯的铝散热器高(可达380-420W/m*K)，与单纯的铜散热器热导性能相当，而价格更便宜，在作为户外灯具的散热器时重量更轻更安全。 

附图说明

以下结合附图对本实用新型作详细说明。 

图1为本实用新型包覆石墨的铝散热器示意图； 

图2为本发明一种包覆石墨的铝散热器的制作工艺流程图。 

具体实施方式

如图1、图2所示，一种包覆石墨的铝散热器，所述包覆石墨的铝散热器包括石墨基材1及铝散热基板2，所述石墨基材1作为导热基材包覆在铝散热基板 2内。所述石墨基材1使用的材料是石墨，该石墨的含碳量在99％以上。所述石墨基材1与铝散热基板2的接触面的外缘边在铝散热基板2的外缘边内部。 

本实用新型一种包覆石墨的铝散热器的制作工艺，该工艺主要包括以下步骤： 

1)、酸处理：将含碳量在99％以上的磨细石墨粉(粒径≤0.9mm)放入由硫酸与双氧水混合而成的酸处理液中(酸处理液的硫酸与双氧水的重量比为3∶7)，在100±5℃的高温环境下浸泡120分钟； 

2)、水洗：将经过酸处理的石墨粉水洗到PH＝5-6.5； 

3)、高温膨化：将经过水洗后的石墨粉放入石墨膨化炉中，在800-1000℃的条件下高温膨化4小时，再缓慢冷却至室温； 

4)、混料：将高温所得的石墨粉取70％，添加5％的铜粉、5％的铝粉、14％的硅烷偶联剂、6％的钛酸酯偶联剂，机械混合15-20分钟，再热混捏15-20分钟(温度：80±5℃)，制作成糊料； 

5)、破碎：将所得糊料冷却、破碎，将破碎的石墨化合物放入石墨膨化炉中，在1000℃-1200℃温度条件下高温膨化1小时，再缓慢冷却至室温； 

6)、模压：将再膨化后的石墨化合物装入模具压成一定尺寸的石墨块； 

7)、切片：将所得的石墨切成需要尺寸的石墨片； 

8)、包覆制作：将需要尺寸的石墨片放置于铝压铸模具模腔内通过压铸将石墨片包覆压铸在铝压铸品中；或者将需要尺寸的石墨片放置于已成型好的铝型材内； 

9)、后加工：将以上工艺完成品车削加工成包覆石墨的铝散热器。 

就导热性能而言，散热的材质无疑是最重要的因素，统计发现高纯石墨是最好的导热材料。这种材料有着平面内两维热传导性，可以能够制作出高达800 W/mK，而在厚度方向的第三维传导性在6-10W/mK的范围内。传统散热材料，例如铝和铜，向所有方向传热效率相同，但由于高接触阻力，他们不能有效地进行组分之间传热。另外石墨材料的重量通常比同样尺寸的铝要轻30％，比铜要轻80％(其密度为2.3-2.6g/cm³).但高纯石墨的机械加工性能不稳定，易碎，本实用新型是选取铝的优良加工性能同高纯石墨的高导热性能有机结合，实现LED照明灯具的良好散热，提高灯具的使用寿命，降低LED发光芯片的光衰。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (3)

1.一种包覆石墨的铝散热器，其特征在于：所述包覆石墨的铝散热器包括石墨基材(1)及铝散热基板(2)，所述石墨基材(1)作为导热基材包覆在铝散热基板(2)内。 

2.按照权利要求1所述的一种包覆石墨的铝散热器，其特征在于：所述石墨基材(1)使用的材料是石墨。 

3.按照权利要求1所述的一种包覆石墨的铝散热器，其特征在于：所述石墨基材(1)与铝散热基板(2)的接触面的外缘边在铝散热基板(2)的外缘边内部。 

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