一种柔性复合陶瓷导热材料及其制备方法与流程

文档序号:11801273阅读:271来源:国知局

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域,具体涉及一种柔性复合陶瓷导热材料及其制备方法。



背景技术:

随着经济的发展,人们更多的融入互联网生活,互联网发展离不开电子产品的,随之而来的便是电子产品的散热问题,散热性能的优劣影响系统的稳定性和硬件的寿命。现有的电子产品中使用的散热材料大都是铜、金属铝及铝合金、氧化铝陶瓷等,它们总存在这这样或那样的问题,无法满足理想的散热要求。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于提供一种柔性复合陶瓷导热材料,其导热系数高,材料内部致密,热应力小,材料不易崩角或开裂,耐冷热性好,表面附着力小,不易沾灰。

本发明另一目的是提供一种柔性复合陶瓷导热材料制备方法。

一种柔性复合陶瓷导热材料,包括以下重量份组分:氧化镁陶瓷粉45-52份、碳化钨粉38-42份、二硼化钛粉10-15份、二氧化锆粉10-15份、金属铜粉8-12份、改性黏土1-2份。

进一步的,所述改性黏土由黏土、滑石粉按6:1重量比混合后在充有氮气的压力容器内放置2小时,压力容器内压力为5-8MPa。

本发明还提供一种柔性复合陶瓷导热材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按重量份秤取氧化镁陶瓷粉、碳化钨粉、二硼化钛粉、二氧化锆粉、金属铜粉、改性黏土,将它们混合均匀;

(2)将混合后的原料通过模具采用压力成型的方法制成板状材料生坯;

(3)将材料生坯置于10%浓度的酸性环境下加热至150℃,然后再对材料生坯超声波处理3分钟,接着再按照10℃/分钟的速度加热至283℃,并在283℃温度下保温40分钟;

(4)将步骤(3)处理后的材料生坯在浓度为85%的富氮环境下烧结,烧结温度930-1215℃,烧结时间为3-4小时;

(5)将烧结后的导热材料按照15℃/分钟的速度降温至240℃,然后再自然冷却至常温。

进一步的,所述超声波处理的超声波频率为50-80KHz。

进一步的,所述步骤(4)中烧结温度为1110℃。

本发明的有益效果是:本发明导热材料由多种高导热材料复合而成,因此导热材料的导热系数比普通陶瓷导热材料高60%-70%,材料内部致密,热应力小,材料表面烧结时形成1-2mm的渗氮层,使得表面坚硬,不易崩角或开裂,导热材料耐冷热性好,具有一定的柔性,抗弯折性能强,本发明导热材料应用于电子产品,如手机、笔记本、相机等,能起到非常好的散热冷却效果,而且本发明导热材料表面附着力小,不易沾灰,时间久了不会影响导热性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。

实施例1

一种柔性复合陶瓷导热材料,包括以下重量份组分:氧化镁陶瓷粉48份、碳化钨粉40份、二硼化钛粉12份、二氧化锆粉12份、金属铜粉10份、改性黏土1份。

所述改性黏土由黏土、滑石粉按6:1重量比混合后在充有氮气的压力容器内放置2小时,压力容器内压力为6MPa。

本发明还提供一种柔性复合陶瓷导热材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按重量份秤取氧化镁陶瓷粉、碳化钨粉、二硼化钛粉、二氧化锆粉、金属铜粉、改性黏土,将它们混合均匀;

(2)将混合后的原料通过模具采用压力成型的方法制成板状材料生坯;

(3)将材料生坯置于10%浓度的酸性环境下加热至150℃,然后再对材料生坯利用65KHz超声波处理3分钟,接着再按照10℃/分钟的速度加热至283℃,并在283℃温度下保温40分钟;

(4)将步骤(3)处理后的材料生坯在浓度为85%的富氮环境下烧结,烧结温度1110℃,烧结时间为3小时;

(5)将烧结后的导热材料按照15℃/分钟的速度降温至240℃,然后再自然冷却至常温。

实施例2

一种柔性复合陶瓷导热材料,包括以下重量份组分:氧化镁陶瓷粉45份、碳化钨粉38份、二硼化钛粉10份、二氧化锆粉10份、金属铜粉8份、改性黏土1份。

所述改性黏土由黏土、滑石粉按6:1重量比混合后在充有氮气的压力容器内放置2小时,压力容器内压力为5MPa。

本发明还提供一种柔性复合陶瓷导热材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按重量份秤取氧化镁陶瓷粉、碳化钨粉、二硼化钛粉、二氧化锆粉、金属铜粉、改性黏土,将它们混合均匀;

(2)将混合后的原料通过模具采用压力成型的方法制成板状材料生坯;

(3)将材料生坯置于10%浓度的酸性环境下加热至150℃,然后再对材料生坯利用50KHz超声波处理3分钟,接着再按照10℃/分钟的速度加热至283℃,并在283℃温度下保温40分钟;

(4)将步骤(3)处理后的材料生坯在浓度为85%的富氮环境下烧结,烧结温度930℃,烧结时间为3小时;

(5)将烧结后的导热材料按照15℃/分钟的速度降温至240℃,然后再自然冷却至常温。

实施例3

一种柔性复合陶瓷导热材料,包括以下重量份组分:氧化镁陶瓷粉52份、碳化钨粉42份、二硼化钛粉15份、二氧化锆粉15份、金属铜粉12份、改性黏土2份。

所述改性黏土由黏土、滑石粉按6:1重量比混合后在充有氮气的压力容器内放置2小时,压力容器内压力为8MPa。

本发明还提供一种柔性复合陶瓷导热材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按重量份秤取氧化镁陶瓷粉、碳化钨粉、二硼化钛粉、二氧化锆粉、金属铜粉、改性黏土,将它们混合均匀;

(2)将混合后的原料通过模具采用压力成型的方法制成板状材料生坯;

(3)将材料生坯置于10%浓度的酸性环境下加热至150℃,然后再对材料生坯利用80KHz超声波处理3分钟,接着再按照10℃/分钟的速度加热至283℃,并在283℃温度下保温40分钟;

(4)将步骤(3)处理后的材料生坯在浓度为85%的富氮环境下烧结,烧结温度1215℃,烧结时间为4小时;

(5)将烧结后的导热材料按照15℃/分钟的速度降温至240℃,然后再自然冷却至常温。

本发明实施例1、2、3制得的导热材料与市面上普通陶瓷导热材料检测数据对比如下表:

由试验数据可知,本发明的导热材料非常适合于电子产品散热使用,其导热系数高,表面附着力小,不易沾灰。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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