一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種散熱材料，具體是種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微電子技術(shù)的發(fā)展使得電子產(chǎn)品的功率逐漸增大，隨之而來的便是電子產(chǎn)品的散熱問題，散熱性能的優(yōu)劣影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和硬件的壽命，以LED為例，如果溫度上升2V則芯片的性能會下降5%，使用壽命也會下降10%。
[0003]現(xiàn)有的LED散熱材料主要有金屬鋁及鋁合金、氧化鋁陶瓷、導(dǎo)熱塑料等。鋁及鋁合金導(dǎo)熱率高，但散熱性能不如氧化鋁陶瓷和導(dǎo)熱塑料，而且鋁及鋁合金是電的良導(dǎo)體，作為LED散熱器有一定的安全隱患；而陶瓷和導(dǎo)熱塑料散熱性能良好，絕緣不導(dǎo)電，但導(dǎo)熱率又太低，無法滿足大功率LED的散熱要求，同時無論純陶瓷材料還是鋁合金材料在散熱器制備過程中能耗均較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料備方法及其應(yīng)用，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料，由下述重量份的原料制成:鋁63-65、金剛石納米粉2-5、氮化鋁4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁納米碳管1_4，二硼化釩5_8、二硼化鋯1-2、金礦尾礦8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸鈉0.4-0.8、助劑1_5、無鹵阻燃劑2_6。
[0006]所述的助劑由以下重量份的原料制成:鈉砂1-3、聚酰亞胺3-7、銀包銅粉7-12、鉬酸鈉1-2、無機鍺粉5-8、四針狀氧化鋅晶須12-15，制備方法為:先將鉬酸鈉溶于適量水中，制備成濃度為8-10%的水溶液，然后投入鈉砂、四針狀氧化鋅晶須、銀包銅粉，混合球磨l_2h，隨后將所得漿料烘干，再與其它剩余成分混合攪拌分散2-3h后干燥，制成300-400目細粉，即得。
[0007]所述無鹵阻燃劑包括磷氮系列阻燃劑，為三聚氰胺-聚磷酸鹽(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸鹽(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸鹽一種或任意組合。
[0008]所述的一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟1、先將乙醇溶解水中配制成濃度為8-10%的水溶液，隨后加入硼酸鈉，攪拌至其完全溶解后，將金礦尾礦、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低溫干燥，所得物料備用；
步驟2、將步驟I所得物料與其它剩余成分?jǐn)嚢杌旌?-4h后，攪拌速率為50轉(zhuǎn)/每分鐘至80轉(zhuǎn)/每分鐘，投入球磨機中球磨處理，使所得物料的萬孔篩余量< 0.05% ；
步驟3、將步驟2所得的物料送入模具中壓制成型，在氮氣氛圍下以650-700°C的溫度燒結(jié)5-7h后，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明較傳統(tǒng)鋁質(zhì)散熱材料在原料上綜合了鋁、氮化鋁、金剛石、陶瓷粉、石墨粉、多壁納米碳管等成分的優(yōu)點，兼具良好的導(dǎo)熱和絕緣性能，加入的助劑能夠增進原料間的相容性，改善燒結(jié)效果，制備得到的散熱材料結(jié)構(gòu)致密，表面光潔，電絕緣性好，表面不易產(chǎn)生靜電，堅固防銹蝕，經(jīng)久耐用，良好的散熱能力，能夠很好的保護LED燈具，有效提高燈具的使用壽命。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0011]本發(fā)明一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料，由下述重量份的原料制成:鋁63-65、金剛石納米粉2-5、氮化鋁4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁納米碳管1-4，二硼化釩5-8、二硼化鋯1-2、金礦尾礦8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸鈉0.4-0.8、助劑1_5、無鹵阻燃劑2-6。
[0012]所述的助劑由以下重量份的原料制成:鈉砂1-3、聚酰亞胺3-7、銀包銅粉7-12、鉬酸鈉1-2、無機鍺粉5-8、四針狀氧化鋅晶須12-15，制備方法為:先將鉬酸鈉溶于適量水中，制備成濃度為8-10%的水溶液，然后投入鈉砂、四針狀氧化鋅晶須、銀包銅粉，混合球磨l_2h，隨后將所得漿料烘干，再與其它剩余成分混合攪拌分散2-3h后干燥，制成300-400目細粉，即得。
[0013]所述無鹵阻燃劑包括磷氮系列阻燃劑，為三聚氰胺-聚磷酸鹽(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸鹽(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸鹽一種或任意組合。
[0014]一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料的其制備方法，包括如下步驟:
步驟1、先將乙醇溶解水中配制成濃度為8-10%的水溶液，隨后加入硼酸鈉，攪拌至其完全溶解后，將金礦尾礦、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低溫干燥，所得物料備用；
步驟2、將步驟I所得物料與其它剩余成分?jǐn)嚢杌旌?-4h后，攪拌速率為50轉(zhuǎn)/每分鐘至80轉(zhuǎn)/每分鐘，投入球磨機中球磨處理，使所得物料的萬孔篩余量< 0.05% ；
步驟3、將步驟2所得的物料送入模具中壓制成型，在氮氣氛圍下以650-700°C的溫度燒結(jié)5-7h后，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
[0015]本實施例所制得的散熱材料較常規(guī)LED用散熱材料較常規(guī)鋁基散熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高25.3%，熱擴散率提高30.5%，熱平衡時間平均縮短175min，燈具使用壽命提高30.6%。
【主權(quán)項】
1.一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料，其特征在于，由下述重量份的原料制成:鋁63-65、金剛石納米粉2-5、氮化鋁4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁納米碳管1-4，二硼化釩5-8、二硼化鋯1-2、金礦尾礦8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸鈉0.4-0.8、助劑1_5、無鹵阻燃劑2-6。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料，其特征在于，所述的助劑由以下重量份的原料制成:鈉砂1-3、聚酰亞胺3-7、銀包銅粉7-12、鉬酸鈉1-2、無機鍺粉5-8、四針狀氧化鋅晶須12-15，制備方法為:先將鉬酸鈉溶于適量水中，制備成濃度為8-10%的水溶液，然后投入鈉砂、四針狀氧化鋅晶須、銀包銅粉，混合球磨l_2h，隨后將所得漿料烘干，再與其它剩余成分混合攪拌分散2-3h后干燥，制成300-400目細粉，即得。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料，其特征在于，所述無鹵阻燃劑包括磷氮系列阻燃劑，為三聚氰胺-聚磷酸鹽(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸鹽(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸鹽一種或任意組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、先將乙醇溶解水中配制成濃度為8-10%的水溶液，隨后加入硼酸鈉，攪拌至其完全溶解后，將金礦尾礦、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低溫干燥，所得物料備用； 步驟2、將步驟I所得物料與其它剩余成分?jǐn)嚢杌旌?-4h后，攪拌速率為50轉(zhuǎn)/每分鐘至80轉(zhuǎn)/每分鐘，投入球磨機中球磨處理，使所得物料的萬孔篩余量< 0.05% ； 步驟3、將步驟2所得的物料送入模具中壓制成型，在氮氣氛圍下以650-700°C的溫度燒結(jié)5-7h后，經(jīng)自然冷卻至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻雜金剛石的鋁基復(fù)合散熱材料及其制備方法，該散熱材料由以下重量份的原料制成：鋁63-65、金剛石納米粉2-5、氮化鋁4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁納米碳管1-4，二硼化釩5-8、二硼化鋯1-2、金礦尾礦8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸鈉0.4-0.8、助劑1-5、無鹵阻燃劑2-6。本發(fā)明較傳統(tǒng)鋁質(zhì)散熱材料在原料上綜合了鋁、氮化鋁、金剛石、陶瓷粉、石墨粉、多壁納米碳管等成分的優(yōu)點，兼具良好的導(dǎo)熱和絕緣性能，加入的助劑能夠增進原料間的相容性，改善燒結(jié)效果，表面不易產(chǎn)生靜電，堅固防銹蝕，經(jīng)久耐用，良好的散熱能力，能夠很好的保護LED燈具，有效提高燈具的使用壽命。
【IPC分類】C22C47/14, C22C101/02, C22C21/00, C22C49/06, C22C1/05, C22C1/10
【公開號】CN104894435
【申請?zhí)枴緾N201510211088
【發(fā)明人】李東霖
【申請人】安徽順彤包裝材料有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月29日