FR2875732A1 - Materiau composite utilise pour la fabrication d'ailettes d'echangeurs thermiques a haute conductivite thermique - Google Patents
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Abstract
Matériau multicouche à base de graphite expansé renforcé par un métal caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche interne (10) en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques (20), le graphite expansé recomprimé ayant une densité supérieure à 1,6 g/cm3. Chaque couche externe métallique (20) a de préférence une épaisseur inférieure au dixième de l'épaisseur totale de la structure multicouche. Les couches externes métalliques (20) sont avantageusement munies de picots (21) régulièrement répartis et orientés vers la couche interne (10) en graphite expansé recomprimé, la densité desdits picots (21) étant supérieure à 25 par dm2 et leur hauteur étant supérieure à 15% de l'épaisseur finale de la couche interne (10) en graphite expansé recomprimé. Lesdits picots peuvent résulter d'une perforation de la couche externe métallique (20), la paroi autour de l'orifice perforé étant déformée et présentant la forme d'une excroissance sensiblement axisymétrique.
Description
MATERIAU COMPOSITE UTILISE POUR LA FABRICATION D'AILETTES D'ECHANGEURS
THERMIQUES A HAUTE CONDUCTIVITE THERMIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne la fabrication des échangeurs thermiques qui permettent de dissiper la chaleur provenant d'une source de chaleur. Elle concerne plus particulièrement la fabrication d'éléments de forme plane dissipant efficacement la chaleur par conduction dans leur plan, par exemple les o ailettes de refroidissement des radiateurs pour composants électroniques.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un des principaux problèmes rencontrés pour le développement de composants électroniques est l'augmentation des pertes thermiques due à l'accroissement continu des fréquences de travail et/ou à l'augmentation des puissances lorsqu'il s'agit de générateurs de puissance. Ces pertes peuvent engendrer des élévations de température importantes des composants, qui peuvent provoquer la dégradation, voire la destruction des dits composants.
Pour combattre ce phénomène il est devenu indispensable d'ajouter aux composants des dispositifs de dissipation de chaleur, les radiateurs, dont le rôle est d'absorber la chaleur émise par le composant et de la dissiper, via une grande surface d'échange, dans leur environnement, le plus souvent l'air ambiant.
Pour des raisons pratiques et économiques, un grand nombre de ces radiateurs sont du type échangeur thermique à ailettes, le plus souvent réalisés avec des métaux bons conducteurs de la chaleur comme l'aluminium ou le cuivre. Ces radiateurs dissipent la chaleur émise par les composants dans l'air qui les entoure. Ils comprennent une base ou un support dont une face est destinée à être mise en contact avec une source de chaleur, par exemple un composant - 2 électronique, et des ailettes reliées à ladite base et disposées de telle sorte qu"elles présentent une surface d'échange importante avec le milieu environnant. Leurs performances dépendent en premier lieu de la surface d'échange entre l'air ambiant et les ailettes et de leur aptitude à transférer un flux de chaleur aussi grand que possible entre la base et l'ailette, jusqu'à son extrémité. L'ailette doit en conséquence présenter une bonne conductivité thermique au moins dans la direction de sa grande dimension, ou mieux, dans toutes les directions du plan de l'ailette. Une modélisation du fonctionnement thermique des ailettes, montre qu'à géométrie identique, l'efficacité d'une w ailette est proportionnelle à la racine carrée de la conductivité thermique du matériau constitutif de l'ailette, mesurée dans le plan de l'ailette. Ainsi à géométrie égale, une ailette en cuivre (conductivité thermique de l'ordre de 380 Wm-1K-1) peut avoir une efficacité environ 37% supérieure à celle d'une ailette en aluminium (conductivité thermique de l'ordre de 200 Wm-'K-1).
ls L'aluminium reste cependant le matériau de choix en raison de son prix moins élevé que celui du cuivre, de sa légèreté et de la facilité de sa mise en oeuvre (contrairement aux profilés en alliages de cuivre, le profilés en aluminium extrudés à chaud peuvent présenter toutes les formes possibles, en particulier des sections à contours concaves). Le cuivre est employé dans les applications les plus exigeantes en terme de quantité d'énergie à dissiper.
Pour pallier les limitations propres à chacun de ces deux matériaux, de nombreuses autres solutions de matériaux d'ailettes ont été suggérées, testées, voire même commercialisées, poursuivant toutes les mêmes objectifs: - une conductivité thermique élevée dans le plan des ailettes (recherche de performance); - une faible densité (recherche de légèreté); - un faible coût.
Parmi ces tentatives et développements on peut citer: 2875732 3 - l'étude d'un échangeur à ailettes à base de graphite anisotrope, à forte conductivité thermique dans un plan, présentée par Martin R. Vogel en 1994 à la 10ème conférence IEEE SEMI-THERM (" Thermal Performance of Air-Cooled Hybrid Heat Sinks for a Low Velocity Environment ", SEMI- THERM X., Proceedings 5 of 1994 IEEE/CPMT 10th, pp. 17-22) - la demande de brevet US 2004/0000391, qui décrit les principes poursuivis pour l'élaboration et l'utilisation de feuilles en graphite expansé recomprimé de haute densité (d > 1,7 g/cm3) (le terme "densité" est utilisé dans la présente demande dans son acception courante au sein de la profession, c'est-à-dire o qu'il a le sens anglo-saxon d'une masse volumique). Ces feuilles sont renforcées par une matrice de résine thermodurcissable, et empilées de telle sorte que l'on obtient une structure multicouche de faible densité (1,9 g/cm3 maxi) avec une conductivité thermique dans le plan des ailettes comparable à celle du cuivre pur (400 Wm-1K-l). Le graphite expansé recomprimé présente ainsi des is propriétés thermiques particulièrement bien adaptées aux parties planes d'échangeurs thermiques telles que des ailettes. La structure dense et rigide de ces ailettes est en partie composée d'un matériau thermoplastique (de préférence une résine époxy durcie par traitement à chaud), introduit pour assurer une liaison entre les couches de graphite expansé recomprimé empilées les unes sur les autres et pour conférer à l'ensemble des propriétés mécaniques bien plus élevées que celles de feuilles de graphite expansé recomprimé sans additifs. Cette solution particulièrement intéressante introduit cependant plusieurs limitations: a) la température de fonctionnement doit être limitée: les résines thermoplastiques les plus courantes se dégradent rapidement si elles sont exposées de façon prolongée à des températures supérieures à 120 C. Pour des services à des températures supérieures, il faut faire appel à des résines complexes qui restent des produits chers.
b) la température atteinte en cours de fabrication doit également être limitée: 30 on ne peut donc pas recourir, pour réaliser la liaison des ailettes sur leur support, à un procédé qui ferait appel à de hautes températures, comme un brasage par exemple. Ce genre de procédé conduirait à la destruction du matériau constitutif des ailettes, par dégradation de la résine de renfort.
c) la conductivité thermique globale, donc la performance de refroidissement de l'ailette, est limitée: le volume occupé par la résine représente une portion non nulle du volume total (au moins quelques pourcents). Les conductivités thermiques des résines thermodurcissables sont nettement plus faibles, au moins dans un rapport 50, que celle des cristaux de graphite qui composent le graphite expansé recomprimé. Ainsi le volume occupé par la résine ne contribue pratiquement pas à la conductivité de l'ensemble.
o d) l'ailette réalisée avec une telle structure multicouche est peu déformable et assez fragile: les résines thermodurcissables, introduites en faibles quantités pour ne pas dégrader trop les performances thermiques sont également des matériaux fragiles. La combinaison d'un faible taux de résine et de la fragilité inhérentes de ces résines, conduit à un produit peu déformable et fragile is e) enfin, d'un point de vue économique, les procédés de fabrication restent relativement coûteux en raison de la nécessité d'une opération de pressage à chaud réalisée pour obtenir une densification satisfaisante du graphite expansé recomprimé et simultanément une réticulation de la résine qui rend le produit rigide. Ce procédé exige des presses de grande puissance qui vont travailler avec des cycles lents et produire par batch des quantités limitées de pièces.
PROBLEME POSE
La demanderesse a cherché à réaliser des ailettes d'échangeur thermique peu coûteuses, légères, peu fragiles, utilisables dans un large domaine de température - compatible avec les conditions de fonctionnement du produit à refroidir -, susceptibles d'être montées sur le support du radiateur par brasage ou serrage en force et enfin offrant une performance de refroidissement au moins aussi bonne que la structure multicouche en graphite expansé recomprimé imprégnée de résine décrite plus haut.
OBJET DE L'INVENTION Un premier objet selon l'invention est un matériau multicouche à base de 5 graphite expansé renforcé par un métal caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche interne en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques.
On connaît l'intérêt du graphite expansé recomprimé. II s'agit de particules de Io graphite expansé qui sont mélangées puis comprimées en absence de liant carboné pour obtenir des structures solides dont les densités sont typiquement comprises entre environ 80 kg/m3 et 2300 kg/m3. II existe plusieurs moyens pour obtenir des particules de graphite expansé. Ils sont par exemple décrits dans US 3 404 061 (broyage, attaque des espaces entre plans réticulaires hexagonaux 15 par agent oxydant ou halogéné, imprégnation d'eau, mise à une température supérieure à 100 C). Ensuite, ces particules sont réunies puis soumises à compression. Lorsque la compression permet d'atteindre une densité comprise entre environ 400 kg/m3 et environ 1300 kg/m3, le graphite expansé recomprimé présente des caractéristiques élastiques intéressantes et prend le 20 nom usuel de "graphite souple". Dans le cadre de l'invention, le graphite expansé recomprimé de la couche interne est comprimé jusqu'à une densité supérieure à celle du graphite souple classique.
On a remarqué en effet que plus la compression exercée sur les particules de graphite expansé est importante, plus la structure obtenue est dense, plus elle a tendance à présenter certaines propriétés physiques anisotropes, notamment les conductivités électrique et thermique. Fortement comprimé, un tel matériau perd ses propriétés isolantes et acquiert même de bonnes propriétés conductrices de la chaleur dans le plan perpendiculaire à la direction de compression. Ainsi, un graphite expansé recomprimé présentant une densité supérieure à 1,7 g/cm3 présente dans le plan perpendiculaire à la compression un coefficient de conductivité thermique voisin de 400 Wm-'K-1, supérieur à celui du cuivre pur. De préférence, pour obtenir de bonnes propriétés conductrices de la chaleur dans son plan, le matériau multicouche selon l'invention comprend au moins une couche en graphite expansé s recomprimé de densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence encore supérieure à 1,7 g/cm3.
Les couches extérieures métalliques peuvent être en n'importe quel métal ou alliage métallique, soit des métaux très bons conducteurs de la chaleur tels que io le cuivre ou l'aluminium ou leurs alliages respectifs, soit des métaux présentant de très bonnes caractéristiques mécaniques et pouvant de ce fait se présenter sous de forme de peaux de très faible épaisseur, la faible épaisseur compensant leur moindre conductivité thermique. Typiquement, pour une structure de 1,5 mm d'épaisseur, les couches métalliques externes ont une is épaisseur inférieure à 150 pm, soit le dixième de l'épaisseur totale de la structure. Des couches externes en acier peuvent avoir une épaisseur nettement plus faible, typiquement 20 pm. Bien évidemment, les couches externes peuvent être constituées d'un même métal ou alliage ou, au contraire, être chacune en un métal différent.
Les couches métalliques externes confèrent à l'ensemble de la structure une bonne tenue mécanique et une certaine déformabilité. De plus, elles protègent la couche de graphite expansé recomprimé contre l'abrasion ou les chocs mécaniques. La couche interne en graphite expansé recomprimé confère à l'ensemble de la structure une très bonne conductivité thermique dans le plan des couches et une faible densité moyenne.
La structure interne comprenant la couche interne en graphite expansé recomprimé peut être elle-même multicouche, comme dans US 2004/0000391, chaque couche métallique externe étant adjacente d'une couche en graphite expansé recomprimé. Mais, de préférence, elle ne comporte qu'une 2875732 7 seule couche - ladite couche interne en graphite expansé recomprimé relativement épaisse par rapport aux couches métalliques externes. La liaison entre chaque couche métallique externe et la couche en graphite expansé recomprimé qui lui est adjacente est assurée par un adhésif ou, de préférence, par ancrage mécanique, ce dernier permettant un meilleur transfert thermique entre les couches et n'exposant pas la structure finale à une limitation de température d'emploi.
Selon une modalité préférée de l'invention, les couches métalliques sont liées o avec la couche de graphite expansé recomprimé par ancrage mécanique, chaque couche métallique étant munie de reliefs, ou picots, régulièrement répartis et orientés vers la couche de graphite. Dans le domaine géométrique qui nous intéresse, la densité de ces picots doit typiquement être supérieure à 25 par dm2 et leur hauteur doit représenter plus de 15% de l'épaisseur finale de la couche de graphite expansé recomprimé.
Pour obtenir ces picots, on peut par exemple perforer la feuille métallique: chaque perforation est réalisée du même côté de ladite feuille métallique de telle sorte que la paroi au voisinage de l'orifice perforé est déformée et présente la forme d'une excroissance en relief par rapport à la dite feuille métallique avec une hauteur suffisante pour réaliser ledit ancrage mécanique. Le picot peut résulter du poinçonnement partiel de la couche métallique, la partie partiellement poinçonnée étant ensuite pliée suivant la partie non poinçonnée faisant office de charnière. Le picot peut également résulter d'une perforation complète de la feuille, la paroi autour de l'orifice perforé étant déformée et présentant la forme d'une excroissance sensiblement axisymétrique.
On peut quantifier ces caractéristiques par une densité de perforations (nombre de perforations/dm2), par une taille de perforation (mm2), par une hauteur des picots métalliques débouchants résultant de la perforation, 2875732 8- directement proportionnelle à la taille des perforations, par le pourcentage de la surface totale occupée par les perforations. Dans le domaine géométrique qui nous intéresse, la perforation des couches métalliques doit être réalisée de telle sorte que l'on obtienne typiquement au moins 25 perforations par dm2, la s surface de ces perforations représentant au moins 3%, de préférence au moins 5%, de la surface totale de la couche métallique, avec des picots de hauteur au moins égale à 15% de l'épaisseur de la couche de graphite expansé recomprimé. De préférence, chacune de ces perforations a une surface comprise entre 0,2 mm2 et 16 mm2.
Un tel réseau de picots assure non seulement un bon ancrage mécanique entre la couche métallique et la couche en graphite expansé mais permet également de réaliser en grande cadence ladite structure, la compression des particules de graphite - jusqu'à l'obtention d'une densité supérieure ou égale à 1,6 g/cm3 - pouvant être réalisée après mise en place de la couche de graphite expansé entre les deux parois métalliques, sans avoir recours à un moule.
Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un matériau multicouche à base de graphite expansé renforcé par un métal comprenant au moins une couche interne en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques caractérisé en ce qu'on colamine une feuille en graphite expansé recomprimé de densité inférieure à 1,2 g/cm3, typiquement une feuille de graphite souple de densité comprise entre 0,8 et 1, 2 g/cm3, intercalée entre deux feuilles métalliques, puis en ce qu'on comprime, par exemple par compression ou par laminage, la structure composite ainsi colaminée, la réduction des épaisseurs étant définie de telle sorte que ladite couche interne en graphite expansé recomprimé atteigne une densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence supérieure à 1, 7 g/cm3.
2875732 9 Les feuilles métalliques utilisées peuvent être réalisées en tout type de métal. Elles sont de préférence très fines, d'épaisseur typiquement inférieure à 150 pm. Le métal constituant ces couches externes est de préférence l'aluminium (ou un alliage d'aluminium) ou le cuivre (ou un alliage de cuivre), en raison de leur bonne conductivité thermique. Dans ce cas, les feuilles peuvent avoir une épaisseur comprise entre 50 et 100 microns, ce qui laisse le maximum de volume à l'âme en graphite expansé recomprimé qui est le matériau de plus grande conductivité thermique dans l'ensemble. Des feuilles d'acier peuvent aussi convenir, leur faible conductivité thermique étant partiellement o compensée par une haute résistance mécanique qui permet de travailler avec de faibles épaisseur, 20 microns par exemple. Bien évidemment, les couches externes peuvent être constituées d'un même métal ou alliage ou, au contraire, être chacune en un métal différent.
La feuille de graphite expansé recomprimé utilisée peut être une feuille en graphite souple obtenue suivant l'art antérieur connu, par exemple le procédé décrit dans US 3 404 061. Typiquement, on utilise des feuilles d'épaisseur comprise entre 1 et 5 mm d'épaisseur, avec des densités inférieures à 1,2 g/cm3, typiquement comprises entre 0,8 g/cm3 et 1,2 g/cm3.
On place la feuille de graphite souple entre deux feuilles métalliques. Par une opération de colaminage, on lie ladite feuille de graphite souple aux dites feuilles métalliques. Au cours du colaminage, il n'y a pas à proprement parler de déformation plastique des feuilles mais mise en contact sur toute leur surface commune. La liaison peut être réalisée en introduisant des couches adhésives intercalaires - typiquement à base de résine phénolique, époxy, polyimide, acrylique ou polyurétane - ou encore, de préférence, en utilisant des feuilles métalliques munies de picots, lesdits picots étant orientés vers la couche en graphite souple. - 10-
Avantageusement, les feuilles métalliques sont préalablement perforées de telle sorte que chaque perforation soit associée à un picot qui s'ancre dans la feuille de graphite souple lorsque l'ensemble passe dans l'entrefer du laminoir. Une fois les trois feuilles colaminées, on obtient un produit composite métal/graphite souple/métal avec une âme en graphite souple ancrée dans les feuilles perforées. A ce stade, la feuille de graphite souple n'a toujours pas été comprimée fortement, et sa densité est toujours dans la fourchette 0,8 g/cm3 - 1,2 g/cm3, valeurs pour lesquelles la conductivité thermique dans le plan est encore limitée (de l'ordre de 100 à 140 Wm-1K-1). i0
Les produits après colaminage sont ensuite comprimés pour densifier la feuille de graphite souple. La réduction de l'épaisseur totale du produit colaminé est définie de telle sorte que la couche interne en graphite expansé recomprimé atteigne une densité supérieure à 1,6 g/cm3, valeur à partir de laquelle on peut obtenir une conductivité thermique comparable ou supérieure à celle du cuivre. De préférence, la densité visée sera supérieure à 1,7 g/cm3.
La demanderesse a observé que la présence de picots facilitait l'opération de compression finale. Elle a en effet établi que certaines géométries de picots conduisaient à un ancrage de la feuille de graphite souple dans les feuilles métalliques suffisant pour permettre d'obtenir le produit final soit en faisant passer la structure colaminée entre des laminoirs, soit en la comprimant entre deux plaques planes, sans avoir recours à un moule. Si on essaie de comprimer un empilement de deux feuilles métalliques lisses encadrant une feuille de graphite souple, la feuille de graphite souple commence par se comprimer, puis à partir d'une densité proche de 1,5 g/cm3, elle se met à fluer perpendiculairement à la direction de compression, de telle sorte qu'il est impossible de faire croître la densité. L'épaisseur de la feuille de graphite souple continue à décroître mais sa surface augmente. Un moule de forme est alors nécessaire pour confiner le graphite souple et forcer sa densification.
L'ancrage sur les picots, qui élimine ce problème de fluage, amène une 2875732 -11- grande économie dans les procédés de fabrication, en permettant un travail en continu dans un train de laminoirs, ou un pressage sans avoir recours à des moules de forme.
s Ainsi, grâce à la présence de picots, on peut recourir à un procédé continu tel que le laminage capable de conduire à des densités de graphite expansé recomprimé élevées, typiquement 1,75 g/cm3, et ceci représente est un atout économique très important.
io Pour obtenir ces picots, on peut par exemple perforer la feuille métallique: chaque perforation est réalisée du même côté de ladite feuille métallique de telle sorte que la paroi au voisinage de l'orifice perforé est déformée et présente la forme d'une excroissance en relief par rapport à la dite feuille métallique avec une hauteur suffisante pour réaliser ledit ancrage mécanique.
Le picot peut résulter du poinçonnement partiel de la couche métallique, la partie partiellement poinçonnée étant ensuite pliée suivant la partie non poinçonnée faisant office de charnière. Le picot peut également résulter d'une perforation complète de la feuille, la paroi autour de l'orifice perforé étant déformée et présentant la forme d'une excroissance sensiblement axisymétrique. Cette dernière forme de picot est préférée car les creux et vides créés par l'ancrage des picots dans la couche de graphite souple lors du colaminage sont plus facilement et rapidement remplis par fluage au cours de la compression finale.
La demanderesse a établi d'une part que les perforations devaient être nombreuses, régulièrement distribuées sur les feuilles métalliques et d'une taille suffisante pour que le graphite souple flue et occupe le vide laissé par la perforation, d'autre part que la taille des picots métalliques associés aux perforations devait être suffisante pour permette un ancrage efficace du graphite souple sur le feuillard, et ceci en fonction de l'épaisseur finale de l'ailette. Il a été observé que plus on visait une épaisseur importante pour l'âme 2875732 -12- en graphite expansé recomprimé, plus la surface de la perforation devait s'accroître pour limiter le fluage en compression du graphite souple. Ainsi, la surface de ces perforations doit représenter au moins 3%, de préférence au moins 5%, de la surface totale de la couche métallique et la hauteur des picots s doit être au moins égale à 15% de l'épaisseur de la couche de graphite expansé recomprimé. De préférence, chacune de ces perforations a une surface comprise entre 0,2 mm2 et 16 mm2. Lorsque la surface totale de ces perforations représente une proportion importante de la surface totale de la couche métallique, typiquement 50 %, et en particulier lorsque la densification o de la couche de graphite est réalisée par laminage, il convient d'augmenter l'épaisseur des couches métalliques externes pour améliorer la tenue mécanique de l'ensemble.
Un autre objet selon l'invention est un produit plat, tel qu'une plaque ou une 15 bande, caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau multicouche, comprenant au moins une couche interne en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques. De préférence, le graphite expansé recomprimé a une densité supérieure à 1,6 g/cm3, ou mieux encore supérieure à 1,7 g/cm3. Les couches métalliques peuvent être en tout type de métal. 20 Typiquement, ce produit présente une épaisseur globale comprise entre 1 et mm, avec des feuilles métalliques externes de préférence très fines, d'épaisseur typiquement inférieure à 150 pm, par exemple comprise entre 50 et microns pour une feuille en aluminium (ou alliage d'aluminium) ou en cuivre (ou alliage de cuivre). Des feuilles d'acier peuvent aussi convenir, leur faible 25 conductivité thermique étant partiellement compensée par une haute résistance mécanique qui permet de travailler avec une faible épaisseur, 20
microns par exemple.
De préférence les couches externes métalliques sont munies de picots régulièrement répartis et orientés vers la couche de graphite expansé recomprimé. Les picots peuvent être associés à des perforations. Il s'agit par 2875732 -13- exemple de plaques de grandes dimensions, typiquement 1 m*1 m dans lesquelles on peut découper des ailettes de refroidissement suivant les formes voulues. II peut s'agir également de bandes étroites continues découpées pour faire des ailettes de longueur désirée.
Un autre objet selon l'invention est un élément de dispositif dissipateur de chaleur, tel qu'une ailette de radiateur, réalisé avec la structure selon l'invention. Il peut être découpé dans une plaque telle que celle décrite ci-dessus ou encore être réalisé de telle sorte que l'ensemble de l'ailette, tranches w comprises, est recouvert d'une couche métallique.
Il est en effet possible de masquer les tranches perpendiculaires au plan du matériau, qui peuvent s'avérer des point fragiles. La solution préférée pour arriver à ce résultat est un colaminage d'une bande de graphite souple 1s intercalée entre des feuilles métalliques de largeur supérieure, un bord de chacune desdites feuilles débordant de chacune des tranches opposées de la feuille de graphite, de telle sorte que l'on obtient des bords de métal débordant de la bande de graphite souple après l'opération de colaminage. Ces bords sont ensuite repliés de façon à recouvrir les tranches, puis on pratique l'opération de compression. Deux tranches sont ainsi couvertes.
La couverture des 4 tranches est possible suivant le même principe, à la différence près qu'il faut remplacer les opérations de colaminage et de laminage par des compressions sous presse, réalisées ailette par ailette.
L'ailette selon l'invention apporte de nombreux avantages à la fois techniques et économiques: - elle a une très grande conductivité dans la direction de son plan. Par exemple un composite réalisé avec deux peaux en aluminium épaisses de 100 microns et une âme de graphite expansé recomprimé ayant une densité de 1,85 g/cm3, présente une conductivité thermique de 430 Wm-1 K-1 dans le plan des ailettes, supérieure à celle qu'auraient eu des ailettes en cuivre massif; - elle est légère. Par exemple la densité apparente de l'ailette citée ci-dessus, dont l'épaisseur totale est de 1,5 mm (0,2 mm d'aluminium et 1,3 mm de s graphite expansé recomprimé) est de 1,96, ce qui en fait une solution 28% plus légère que ne l'aurait été une ailette en aluminium massif (à conductivité deux fois plus faible), ou 4 fois plus légère qu'une ailette en cuivre massive, de conductivité à peu près équivalente; - elle ne contient aucun composant qui se dégrade thermiquement, jusqu'à ce que soit atteinte la température de fusion du métal utilisé pour les faces métalliques. Dans un des cas les plus défavorables (faces en aluminium), il faudrait atteindre 660 C, température en dehors du domaine de travail d'un composant électronique. Cette absence de limite en température autorise des techniques de brasure, voire de soudure, pour lier les ailettes à leur support; - les faces externes de l'ailette sont des feuilles métalliques, résistantes à l'abrasion et au choc, surtout si on les compare avec les produits essentiellement à base de graphite expansé recomprimé, par exemple ceux décrits dans US 2004/0000391; - l'âme en graphite expansé recomprimé de haute densité confère au produit une capacité à être comprimé sans casser, ce qui permet par exemple un montage dans un support par introduction en force ou pincement dans une rainure. C'est encore un avantage important par rapport au matériau décrit dans US2004/0000391, trop cassant pour tolérer ce type de montage.
- les renforts extérieurs ancrés dans le graphite expansé recomprimé procurent une raideur suffisante à l'assemblage pour permettre son utilisation en tant qu'ailette dans les systèmes de refroidissement, ceci sans avoir recours à une imprégnation de résine qui durcirait à coeur et fragiliserait le graphite expansé recomprimé.
- le produit peut être fabriqué en grande quantité par des procédés continus, essentiellement une suite d'opérations de laminage et de colaminage, ce qui donne accès à des coûts de revient significativement plus faibles, comparativement à un procédé de pressage à chaud.
- les surfaces externes sont en métal et se prêtent de ce fait à des opérations de liaison par brasage si l'on cherche à lier les ailettes à des supports métalliques. Ces liaisons par brasage assurent une qualité de transfert thermique sans équivalent entre le support métallique à refroidir et les ailettes chargées de la dissipation de la chaleur dans l'air.
Un autre objet selon l'invention est un dispositif dissipateur de chaleur, tel qu'un w radiateur, caractérisé en ce qu'il comprend des ailettes selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION FIGURES
La figure 1 présente en coupe une plaque avec structure multicouche selon l'invention.
La figure 2 montre deux étapes de réalisation d'une ailette selon l'invention, dont les tranches sont recouvertes également d'une couche métallique 20 externe.
EXEMPLE 1 - Fabrication d'une plaque multicouche selon l'invention (Figure 1). On produit en continu une feuille de graphite souple suivant l'art antérieur connu (par exemple US 3 404 061). Typiquement on cherche à obtenir une feuilles d'épaisseur comprise entre 1 et 5 mm d'épaisseur, dont la densité est proche de 1.
Par une opération de colaminage on lie ensuite cette feuille de graphite souple à des feuilles métalliques minces préalablement perforées de telle sorte que chaque perforation soit entourée d'un picot qui s'ancre dans la feuille de graphite souple lors du passage dans le laminoir.
Une fois les trois feuilles colaminées, on obtient un produit composite métal/graphite souple/métal avec une âme en graphite souple ancrée dans les feuilles perforées. A ce stade, la feuille de graphite souple n'a toujours pas s été comprimée fortement, et sa densité est toujours dans la fourchette 0,8 - 1,2 g/cm3, valeurs pour lesquelles la conductivité thermique dans le plan est encore limitée (de l'ordre de 150 à 250 Wm-1K1).
Le produit après colaminage est ensuite comprimé pour densifier la feuille de o graphite souple jusqu'à ce qu'elle atteigne une densité supérieure à 1,7 g/cm3, valeur à partir de laquelle on peut obtenir une conductivité thermique supérieure à celle du cuivre (au delà de 380 Wm-1K- 1).
La figure 1 illustre en coupe la plaque (1) ainsi obtenue présentant une structure multicouche avec une couche interne (10) en graphite expansé recomprimé de densité 1,85 g/cm3, enserrée entre deux couches externes métalliques (20) munies de picots (21) associés à des perforations (22) régulièrement réparties (277 par dm2). La conductivité thermique de la couche interne en graphite expansé recomprimé est de 430 Wm-1K-1.
La plaque composite (1) est de grande dimensions (1 m x 1 m). On peut y découper des ailettes suivant les formes désirées.
Exemple 2: Matériaux typiques réalisés suivant l'invention et modes de 25 réalisation: Le tableau I liste, suivant leurs modes de réalisation, les propriétés de quatre structures selon l'invention, en comparaison avec des produits en métal massif. Ces chiffres montrent que les ailettes selon l'invention rivalisent sans mal avec des ailettes en cuivre massif en terme de performance thermique, et sont plus légères que celles en aluminium massif.
A B C D Al Cu Epaisseur initiale de la feuille de graphite souple (mm) 2.5 2.5 2.5 5 - - Densité initiale de la feuille de graphite souple 1 1 1 1 - Nature des feuilles métalliques aluminium aluminium cuivre aluminium Al Cu Epaisseur des feuilles métalliques (microns) 100 100 100 100 1500 1500 Taille des perforations 2.25 mm2 2.25 mm2 2.25 mm2 4 mm2 - - Densité des perforations 2771 dm2 2771 dm2 2771 dm2 277 I dm2 - - Fraction de la surface perforée 6.25 % 6.25 % 6.25 % Il % - - Hauteur des picots avant colaminage 0.40 mm 0.40 mm 0.40 mm 0.70 mm - - Densité du graphite souple après le colaminage de liaison 1.1 1.12 1.1 1. 15 - - Méthode de compression après colaminage Presse entre Laminage Presse entre Presse entre - - plans plans plans Densité finale de la feuille de graphite souple 1.85 1.75 1.85 1.90 - - Epaisseur totale du produit (mm) 1.55 1.63 1.55 2.83 1.5 1.5 Densité apparente du produit 1.96 1.86 2.6 1.96 2.7 8 Conductivité thermique mesurée dans le plan du matériau 370 450 457 210 380 (WIm.K) 430
Tableau 1
Exemple 3: Procédé de fabrication d'ailettes selon l'invention, dont les tranches sont recouvertes de couches métalliques externes (Figures 2a et 2b) On peut masquer les tranches perpendiculaires au plan de l'ailette, qui sont w souvent des point fragiles. Dans ce but, on colamine une bande (11) de graphite souple avec des feuilles métalliques (25, 27) de largeur supérieure et décalées de telle sorte que leurs bords respectifs (26, 28) débordent chacun d'une des tranches opposées (12, 13) de la bande de graphite après l'opération de colaminage. Ces bords sont ensuite repliés (29, 30) sur les Is tranches de façon à les recouvrir. Enfin, on pratique l'opération de compression. Deux tranches sont ainsi couvertes.
La couverture des 4 tranches est possible suivant le même principe, à la différence près qu'il faut remplacer les opérations de colaminage et de 20 laminage par des compressions sous presse, réalisées ailette par ailette.
Claims (23)
1) Matériau multicouche à base de graphite expansé renforcé par un métal caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche interne (10) en 5 graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques (20), ledit graphite expansé recomprimé ayant une densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence supérieure à 1,7 g/cm3.
2) Matériau selon la revendication 1 dans lequel chaque couche externe w métallique (20) a une épaisseur inférieure au dixième de l'épaisseur totale de la structure multicouche.
3) Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une couche externe métallique (20) est en aluminium ou en alliage d'aluminium, son 15 épaisseur étant comprise entre 50 et 100 microns.
4) Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une couche externe métallique (20) est en acier, son épaisseur étant inférieure ou égale à 20 microns.
5) Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins une couche externe métallique (20) est en cuivre ou en alliage de cuivre, son épaisseur étant comprise entre 50 et 100 microns.
6) Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que lesdites couches externes métalliques (20) sont munies de picots (21) régulièrement répartis et orientés vers la couche interne (10) en graphite expansé recomprimé.
7) Matériau selon la revendication 6 dans lequel la densité desdits picots (21) est supérieure à 25 par dm2.
8) Matériau selon la revendication 6 ou 7 dans lequel desdits picots ont une hauteur supérieure à 15% de l'épaisseur finale de la couche interne (10) en graphite expansé recomprimé.
9) Matériau selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel lesdits picots résultent d'une perforation de la couche externe métallique (20), la paroi autour de l'orifice perforé étant déformée et présentant la forme d'une excroissance sensiblement axisymétrique.
10) Matériau selon la revendication 9 dans lequel les couches externes métalliques (20) présentent au moins 25 perforations par dm2, la surface de ces perforations représentant au moins 3%, de préférence au moins 5%, de la surface totale de la couche métallique externe, avec des picots (21) de hauteur au moins égale à 15% de l'épaisseur de la couche de graphite expansé recomprimé.
11) Matériau selon la revendication 10 dans lequel chacune de ces perforations a une surface comprise entre 0,2 mm2 et 16 mm2.
12) Procédé de fabrication d'un matériau multicouche à base de graphite expansé renforcé par un métal comprenant au moins une couche interne (10) en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques (20) caractérisé en ce qu'on colamine une feuille en graphite expansé recomprimé (11) de densité inférieure à 1, 2 g/cm3, typiquement une feuille de graphite souple de densité comprise entre 0,8 et 1,2 g/cm3, intercalée entre deux feuilles métalliques (20), puis en ce qu'on comprime la structure composite ainsi colaminée, la réduction de l'épaisseur totale étant définie de telle sorte que ladite couche interne en graphite expansé recomprimé atteigne une densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence supérieure à 1,7 g/cm3.
2875732 -20-
13) Procédé selon la revendication 12 dans lequel la compression de ladite structure composite colaminée est réalisée par laminage.
s
14) Procédé selon la revendication 13 dans lequel lesdites feuilles métalliques sont munies de picots orientés vers ladite feuille de graphite expansé recomprimé (11) et qui s'ancrent dans ladite couche lorsque l'ensemble passe dans l'entrefer du laminoir.
15) Procédé selon la revendication 14 dans lequel lesdits picots résultent de la perforation desdites feuilles métalliques, la paroi autour de l'orifice perforé étant déformée et présentant la forme d'une excroissance sensiblement axisymétrique
16) Procédé selon la revendication 14 ou 15 dans lequel on effectue un nombre de perforations supérieur à 25 perforations par dm2, la surface de ces perforations représentant au moins 3%, de préférence au moins 5%, de la surface totale de la couche métallique externe.
17) Produit plat, tel qu'une plaque (1) ou une bande, constitué en un matériau multicouche, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche interne (10) en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques (20), le graphite expansé recomprimé ayant une densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence supérieure à 1,7 g/cm3.
18) Produit plat selon la revendication 17 dans lequel chaque couche externe métallique (20) a une épaisseur inférieure au dixième de l'épaisseur totale du produit.
3o
19) Ailette de refroidisseur réalisée par découpe du produit plat selon la revendication 17 ou 18.
- 21 -
20) Ailette de refroidisseur, constituée en un matériau multicouche, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche interne (10) en graphite expansé recomprimé et deux couches externes métalliques (20), recouvrant les faces et au moins deux tranches de ladite ailette.
21) Ailette selon la revendication 20 caractérisée en ce que le graphite expansé recomprimé a une densité supérieure à 1,6 g/cm3, de préférence supérieure à 1,7 g/cm3. i0
22) Procédé pour fabriquer l'ailette selon la revendication 20 ou 21 déduit du procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15 et dans lequel lesdites feuilles métalliques sont initialement coupées suivant des dimensions plus larges que la feuille en graphite expansé recomprimé -5 qu'elles vont recouvrir, dans lequel on colamine ladite feuille en graphite expansé recomprimé (11) de densité inférieure à 1,2 g/cm3, typiquement une feuille en graphite souple de densité comprise entre 0,8 et 1,2 g/cm3, intercalée entre lesdites feuilles métalliques (20), un bord (26, 28) de chacune desdites feuilles (25, 27) débordant de chacune des tranches opposées (12, 13) de la feuille de graphite et dans lequel on replie les bords (29, 30) sur lesdites tranches de façon à les recouvrir puis on réalise la compression finale.
23) Refroidisseur à ailettes caractérisé en ce qu'il est muni des ailettes selon 25 l'une quelconque des revendications 19 à 21.
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3404061A (en) * | 1962-03-21 | 1968-10-01 | Union Carbide Corp | Flexible graphite material of expanded particles compressed together |
| US3492197A (en) * | 1965-03-22 | 1970-01-27 | Dow Chemical Co | Novel compressed cohered graphite structures and method of preparing same |
| DE2518351A1 (de) * | 1975-04-25 | 1976-11-04 | Sigri Elektrographit Gmbh | Verbundelement |
| US4234638A (en) * | 1976-07-23 | 1980-11-18 | Nippon Carbon Co., Ltd. | Composite graphite sheets |
| US4614554A (en) * | 1983-09-16 | 1986-09-30 | Payen International Limited | Method of making a gasket |
| EP0263402A2 (fr) * | 1986-09-29 | 1988-04-13 | Fel-Pro Incorporated | Joint en graphite sélectivement compressé expansé et sa méthode de fabrication |
| EP0296019A1 (fr) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Thomson-Csf | Support pour circuit imprimé formant drain thermique à dilatation contrôlée, et procédé de fabrication |
| GB2205906A (en) * | 1987-05-20 | 1988-12-21 | Hitachi Chemical Co Ltd | Gaskets |
| US4911972A (en) * | 1988-08-12 | 1990-03-27 | Union Carbide Corporation | Insulating composite gasket |
| EP0519620A1 (fr) * | 1991-06-03 | 1992-12-23 | Ucar Carbon Technology Corporation | Objet renforcé de graphite flexible et procédé de fabrication |
| US5509993A (en) * | 1993-03-25 | 1996-04-23 | Sigri Great Lakes Carbon Gmbh | Process for the preparation of a metal and graphite laminate |
| WO1998056734A1 (fr) * | 1997-06-10 | 1998-12-17 | Ucar Carbon Technology Corporation | Article composite flexible en graphite assurant une protection contre la degradation thermique |
| US6106961A (en) * | 1997-07-14 | 2000-08-22 | Daido Metal Company Ltd. | Sliding sheet material for high-temperature use and packing |
| US6258457B1 (en) * | 1998-02-04 | 2001-07-10 | Sgl Technik Gmbh | Metal-reinforced graphite multilayer sheet |
| US20040000391A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-01 | Graftech Inc. | Composite heat sink with metal base and graphite fins |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2654387B1 (fr) * | 1989-11-16 | 1992-04-10 | Lorraine Carbone | Materiau multicouche comprenant du graphite souple renforce mecaniquement, electriquement et thermiquement par un metal et procede de fabrication. |
-
2004
- 2004-09-24 FR FR0410131A patent/FR2875732B1/fr active Active
-
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- 2005-09-19 EP EP05805819A patent/EP1799445A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3404061A (en) * | 1962-03-21 | 1968-10-01 | Union Carbide Corp | Flexible graphite material of expanded particles compressed together |
| US3492197A (en) * | 1965-03-22 | 1970-01-27 | Dow Chemical Co | Novel compressed cohered graphite structures and method of preparing same |
| DE2518351A1 (de) * | 1975-04-25 | 1976-11-04 | Sigri Elektrographit Gmbh | Verbundelement |
| US4234638A (en) * | 1976-07-23 | 1980-11-18 | Nippon Carbon Co., Ltd. | Composite graphite sheets |
| US4614554A (en) * | 1983-09-16 | 1986-09-30 | Payen International Limited | Method of making a gasket |
| EP0263402A2 (fr) * | 1986-09-29 | 1988-04-13 | Fel-Pro Incorporated | Joint en graphite sélectivement compressé expansé et sa méthode de fabrication |
| GB2205906A (en) * | 1987-05-20 | 1988-12-21 | Hitachi Chemical Co Ltd | Gaskets |
| EP0296019A1 (fr) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Thomson-Csf | Support pour circuit imprimé formant drain thermique à dilatation contrôlée, et procédé de fabrication |
| US4911972A (en) * | 1988-08-12 | 1990-03-27 | Union Carbide Corporation | Insulating composite gasket |
| EP0519620A1 (fr) * | 1991-06-03 | 1992-12-23 | Ucar Carbon Technology Corporation | Objet renforcé de graphite flexible et procédé de fabrication |
| US5509993A (en) * | 1993-03-25 | 1996-04-23 | Sigri Great Lakes Carbon Gmbh | Process for the preparation of a metal and graphite laminate |
| WO1998056734A1 (fr) * | 1997-06-10 | 1998-12-17 | Ucar Carbon Technology Corporation | Article composite flexible en graphite assurant une protection contre la degradation thermique |
| US6106961A (en) * | 1997-07-14 | 2000-08-22 | Daido Metal Company Ltd. | Sliding sheet material for high-temperature use and packing |
| US6258457B1 (en) * | 1998-02-04 | 2001-07-10 | Sgl Technik Gmbh | Metal-reinforced graphite multilayer sheet |
| US20040000391A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-01 | Graftech Inc. | Composite heat sink with metal base and graphite fins |
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