专利名称：一种复合散热石墨材料及制造方法
技术领域：
本发明属于散热制品领域，特别涉及一种通过石墨产品来实现的高散热的结构形式。
背景技术：
当前，各种电子产品的发展速度非常快。比如，我们经常使用的笔记本电脑或者手机，其运算速度越来越快、功能越来越强大，同时尺寸越来越小。在这种情况下，如何使电脑的性能得以提升的同时，还能够减小尺寸？在发展相关硬件技术及软件技术的基础上，还有一个重大的难关需要克服，就是产品的散热问题。如何来解决产品的散热问题，有各种各样的解决方案。当前的电子产品，比如，笔记本电脑的运算处理器，通常设置有强制的风扇，以及用来散热的散热片。所采用的散热片，大都为导热能力良好的铜制产品。但是，使用散热材料，有一些困难需要克服。首先，就是散热材料与发热部件之间，通常会有缝隙，该缝隙或大或小，都会影响散热效率。另外，高散热材料的散热性能，同样对散热效果有着决定性的影响。近年来，石墨作为高热导性材料，受到众多研究人员的重视。由于石墨和金属的浸润性差，科研人员提出将铜或铝等金属作为接合材分散到石墨粒子中，形成分散型复合体系。例如，中国专利(申请号200580049340)提出了一种高热导性石墨粒子分散型复合体及其制造方法，用银、铜、铝等高热导率金属进行被覆的石墨粒子固化而成，通过调控石墨粒子和金属的体积比，调控复合基材与关联结构的接合力。
发明内容
本发明的目的，是提供一种复合导热石墨材料及制造方法，从而能够实现良好的导热功能，并且，使产品和发热部件之间有着良好的介入关系。本发明所述的复合散热石墨材料，它包括石墨材料本体，在该石墨材料本体上设置有热熔型金属体，其中，所述的热熔型金属体是通过热熔型金属基材在高温状态下的石墨材料本体上发生熔解所形成的金属点。进一步，所述的复合散热石墨材料，还具有如下技术特征所述的石墨材料本体为由石墨组成的薄层结构。所述的热熔型金属基材为银、金、铜、铝中至少一种。所述的热熔型金属体设置在石墨材料本体的表面上。所述的热熔型金属体呈规则分布状设置在石墨材料本体的表面上。所述的热熔型金属体的表面与石墨材料本体的表面相平，或高于石墨材料本体的表面。本发明的另一目的是提出了该复合散热石墨材料的制造方法，该方法包括有如下步骤步骤1，制造由石墨基材组成的石墨材料本体；
步骤2，在石墨材料本体加热至热熔型金属基材能够熔解的温度区间之前、或之中、或之后，将热熔型金属基材分散到所述的高温石墨材料本体上；步骤3，金属基材在石墨材料表面进行热熔处理，形成热熔型金属体；步骤4，将步骤3所制得的具有热熔型金属体的石墨材料本体冷却，即得复合散热石墨材料。进一步，所述的复合散热石墨材料，还具有如下技术特征所述的石墨材料本体为由石墨组成的薄层结构。所述的热熔型金属基材为银、金、铜、铝中至少一种。所述的热熔型金属体的表面与所述的石墨材料本体的表面相平，或高于石墨材料本体的表面，其形成条件包括如下至少其一(1)通过调控石墨材料本体的升温方式、升温速率或实时温度，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的熔解状况，(2)通过调控石墨材料本体的降温速率或降温方式，形成不同的降温梯度，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的固化状况。本发明的优点在于本发明所述的复合散热石墨材料，包括石墨材料本体，在该石墨材料本体上设置有热熔型金属体，该热熔型金属体的表面与石墨材料本体的表面相平，或高于石墨材料本体的表面。与传统技术相比，具有如下优点(1)在石墨基材的表面设置导热性能良好的金属，该金属在石墨基材表面形成触点，从而加强了散热材料与发热部件的结合；(2)采用石墨来作为散热材料，从而提高其散热性能。
下面结合附图对本发明进行更详细的说明。图1是本发明所述的复合散热石墨材料的结构图。图2是本发明所述的复合散热石墨材料的制造方法的流程图。图3a是在石墨材料本体上形成热熔型金属体的一种实施例的示意图，热熔前。图北是在石墨材料本体上形成热熔型金属体的一种实施例的示意图，热熔后。
具体实施例方式下面参照附图，结合具体实施例对本发明做进一步的说明。如图1所示，本发明所述的复合散热石墨材料100，包括石墨材料本体200，在该石墨材料本体200上设置有热熔型金属体300。其中，所述的石墨材料本体200，是通过对石墨基材，例如，热解石墨、集结石墨及天然石墨中的至少一种，进行机械加工，或进行高温炭化处理及其他成型处理而获得的，其对应的熔点一般在3000°C以上。对应着具体的散热结构，可以预制该石墨材料本体200的结构，例如，它可以是一维的线状、条状、丝状、带状，也可是二维的四边形、圆形、多边形等薄层状，也可是三维的六面体等结构。在本发明中，作为举例而非限定，如图1所示，所述的石墨材料本体200，优选具有薄层结构的二维平面状。在前述的石墨材料本体200上设置有热熔型金属体300，该热熔型金属体300是通过热熔型金属基材在高温状态下的石墨材料本体200上发生熔解形成的金属点。它设置在石墨材料本体200上的与加热部件相对应的表面上，并呈规则分布状。其中，所述的热熔型金属基材为导热性能良好的银、金、铜、铝中至少一种，具体地，银的熔点为961. 8°C，沸点为 2213°C ；金的熔点为1064°C，沸点为2807°C ；铜的熔点为1083. 4°C，沸点为2567°C ；铝的熔点为 660. 4°C，沸点为 2467. 0°Co作为本发明的创新点，该热熔型金属体300的表面与石墨材料本体的表面相平， 或高于石墨材料本体的表面。在本发明中，优选将热熔型金属体300的表面高于石墨材料本体的表面。这样，一方面，该热熔型金属体300的触点可以更好地介入到发热部件中，从而加强了散热材料与发热部件的结合；另一方面，热熔型金属体300本身即为散热性能良好的导热材料，作为设置在石墨材料本体200上的散热触点，能够加速热的传导，从而达到更好的散热效果。值得注意的是，在本发明中，所述的热熔型金属体的表面高于石墨材料本体的表面，其形成条件可包括如下至少其一(1)通过调控石墨材料本体的升温方式(例如，加热方式微波加热、电弧加热、电阻丝加热等)、升温速率(例如，快速升温50°C/s，慢速升温5°C/s等)或实时温度(热熔型金属的熔点温度，或者，高于热熔型金属的熔点温度而低于其沸点之间的任意温度)，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的熔解状况；(2)通过调控石墨材料本体的降温速率(例如，快速降温80°C /s，慢速降温10°C / s等)或降温方式(冷凝液体，如水、液氮等，鼓风降温等)，形成不同的降温梯度，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的固化状况。参照图2所示的复合散热石墨材料的制造方法的流程图，以金属银作为热熔型金属基材，其对应的熔点为961. 8°C，沸点为2213°C，具体如下面说明。如图3a所示，首先由石墨基材制备具有薄层结构的石墨材料本体200，同时，由热熔型金属银制备单分散的微型银颗粒400，根据具体需求，该银颗粒400的粒度可视具体情况而设置，一般介于微米级或纳米级别。根据银的熔点为961. 8°C，沸点为2213°C，将石墨材料本体200加热至(961. 8°C, 2213°C )的温度区间，例如，石墨材料本体200的温度可为1000°C、1500°C、200(rC均可，即
金属银能够发生熔解的温度区间。如图3b所示，当石墨材料本体200的温度升至(961. 8°C，2213°C )的温度区间内时，设置在石墨材料本体200表面的银颗粒400即发生熔解，处于熔融状态的银即会部分地介入到石墨材料本体200内。将处于高温状态的石墨材料本体冷却，未介入的部分，伴随着石墨材料本体的降温过程固化成型，在石墨材料本体200上形成高于石墨材料本体表面的触点，即得热熔型金属体300，从而制备成具有热熔型金属银的复合散热石墨材料。以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种复合散热石墨材料，它包括石墨材料本体，其特征在于在该石墨材料本体上设置有热熔型金属体，其中，所述的热熔型金属体是通过热熔型金属基材在高温状态下的石墨材料本体上发生熔解所形成的金属点。
2.根据权利要求1所述的一种复合散热石墨材料，其特征在于所述的石墨材料本体为由石墨组成的薄层结构。
3.根据权利要求1所述的一种复合散热石墨材料，其特征在于所述的热熔型金属为银、金、铜、铝中至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种复合散热石墨材料，其特征在于所述的热熔型金属体设置在石墨材料本体的外表面上。
5.根据权利要求3所述的一种复合散热石墨材料，其特征在于所述的热熔型金属体呈规则分布状设置在石墨材料本体的外表面上。
6.根据权利要求3所述的一种复合散热石墨材料，其特征在于所述的热熔型金属体的表面与石墨材料本体的表面相平，或高于石墨材料本体的表面。
7.一种复合散热石墨材料的制造方法，其特征在于该方法包括有如下步骤步骤1，制造由石墨基材组成的石墨材料本体；步骤2，在石墨材料本体加热至热熔型金属基材能够熔解的温度区间之前、或之中、或之后，将热熔型金属基材分散到所述的高温石墨材料本体上；步骤3，金属基材在石墨材料表面进行热熔处理，形成热熔型金属体；步骤4，将步骤3所制得的具有热熔型金属体的石墨材料本体冷却，即得复合散热石墨材料。
8.根据权利要求7所述的一种复合散热石墨材料的制造方法，其特征在于所述的石墨材料本体为由石墨组成的薄层结构。
9.根据权利要求7所述的一种复合散热石墨材料的制造方法，其特征在于所述的热熔型金属基材为银、金、铜、铝中至少一种。
10.根据权利要求7所述的一种复合散热石墨材料的制造方法，其特征在于所述的热熔型金属体的表面与所述的石墨材料本体的表面相平，或高于石墨材料本体的表面，其形成条件包括如下至少其一(1)通过调控石墨材料本体的升温方式、升温速率或实时温度，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的熔解状况，(2)通过调控石墨材料本体的降温速率或降温方式，形成不同的降温梯度，控制热熔型金属基材在石墨材料本体上的固化状况。
全文摘要
本发明提出了一种复合散热石墨材料及制造方法，属于散热制品领域。该复合散热石墨材料，包括石墨材料本体，以及与石墨材料本体的表面相平或高于石墨材料本体的表面热熔型金属体。其制造方法为在石墨材料本体加热至热熔型金属基材能够熔解的温度区间之前、或之中、或之后，将热熔型金属基材分散到所述的高温石墨材料本体上；金属基材在石墨材料表面进行热熔处理，形成热熔型金属体；将具有热熔型金属体的石墨材料本体冷却，即得复合散热石墨材料。该复合散热石墨材料，加强了散热材料与发热部件的结合，同时，提高了散热性能。
文档编号C09K5/14GK102344780SQ20101024574
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者徐世中 申请人:常州碳元科技发展有限公司