极管灯、汽车等功率高 的产品，可应用于IXD液晶电视散热背板以及LED发光模组散热基板，CA-10型的高导热 的铝-石墨复合材料满足LCD液晶电视散热背板对重量轻、热扩散性好、形状稳定、易加工 的应用要求以及LED发光模组散热基板对热扩散性好、易加工、成本低、形状稳的定应用要 求，其还可以起到绝缘的作用。
[0040] 本发明的优点还表现在一下几点：
[0041] (1)提供一种具有高的导热率和良好加工性的复合材料，所述复合材料可应用于 LED散热基板以及半导体散热部件以及各种整流散热领域。所述复合材料由天然石墨制坯 后和金属离子复合构成。和金属的结合提高复合材料的体积密度和强度。所述复合材料适 于制作半导体器件LED的散热片和半导体器件散热器。
[0042] (2)经济性
[0043] 本发明的散热材料制备工艺简单，具有良好的经济性。
[0044] ⑶再生性
[0045] 本发明的碳基散热材料可以重复使用，本发明的铝碳复合材料的主要成分为碳， 由碳组成，因此不会对环境产生任何污染。
[0046] 本发明的方法制备的所述高导热的铝-石墨复合材料与铝散热材料的优势比较 如下表二所示，图4中为CA-10的透射电镜照。
[0047] 表二：
[0048]
[0049] 本发明的制备工艺通过对材料的物相分析可以得知随着热处理的温度达到2800 摄氏度，碳的微晶结构从无序变的有序从而消除了晶格的缺陷和促进了石墨层的三维有序 排列，从而导致石墨层间距变小，微晶尺寸增大和有序，由于最终石墨毛坯材料微晶的定向 排列程度都很高，因此此时的产品热导率已经可以达到300W(m. k)，因为石墨化程度越高， 产品的气孔率增大、抗折、抗压降低，对产品的应用带来很大困难，因此对石墨化毛坯进行 浸铝，通过铝填充石墨产品的空隙以提高石墨的密度、抗折和抗压，还有效的提高了产品的 导热率，因为材料的热传导过程实际是晶格振动产生的声频支来承担，复合材料的热传导 是声子相互作用的结果，而声子的速度只与材料的密度和弹性力学性能有关，因此浸铝后 制得的铝-石墨复合材料可以有效地提高热导率到380W(m. k)，下表三为CA-10的技术指 标。
[0052] 表四为本发明制得的CA-10材料与传统散热材料比较。
[0055] 实施例二：
[0056] -种高导热的错-石墨复合材料的制备工艺步骤为：
[0057] 第一步，首先按重量份数计取70份破碎过50目筛、灰分0. 3%的易石墨化炭、19 份的中间相沥青作为粘合剂以及2份的绿碳化硅作为催化剂在高速混捏机中混捏至少5分 钟，所述中间相沥青破碎过1〇〇目筛、软化点280摄氏度、挥发份21. 5%，达到基本分散均 匀，然后加入0. 7份的蒽油作为扩散剂混合0. 5小时，最后将混合料烘干制得混合粉料；
[0058] 第二步，将混合粉料装入模具中，在1000吨压机上压制成尺寸在 300mm*300mm* 120mm 以内毛还；
[0059] 第三步，将毛坯进行温度为1100摄氏度的高温焙烧；
[0060] 第四步，将经过焙烧后的毛坯置于浸渍沥青中进行浸渍得到浸渍坯；
[0061] 第五步，将浸渍坯进行第二次温度为1100摄氏度的高温焙烧；
[0062] 第六步，将经过第二次焙烧的毛坯置于石墨化炉中，所述石墨化炉采用14米长的 艾奇逊炉，所述艾奇逊炉的的开始功率lOOOkw以上，上升功率lOOkw/h，最后将所述艾奇逊 炉中的温度升温至2800摄氏度，并保持1小时，完成热处理，得到石墨化毛坯；
[0063] 第七步，将石墨化毛坯表面清理干净，并放入超声波清洗池中进行超声波清洗，然 后再120摄氏度的条件下烘干，将清理、烘干后的石墨化毛坯浸入800摄氏度的纯铝液中， 并在20MPa的条件下包压3. 5小时即可制得所述高导热的铝-石墨复合材料。
[0064] 实施例三：
[0065] -种高导热的错-石墨复合材料的制备工艺步骤为：
[0066] 第一步，首先按重量份数计取80份破碎过50目筛、灰分0. 3%的易石墨化炭、23 份的中间相沥青作为粘合剂以及4份的绿碳化硅作为催化剂在高速混捏机中混捏至少5分 钟，所述中间相沥青破碎过100目筛、软化点280摄氏度、挥发份21. 5%，达到基本分散均 匀，然后加入1. 3份的蒽油作为扩散剂混合1. 0小时，最后将混合料烘干制得混合粉料；
[0067] 第二步，将混合粉料装入模具中，在1000吨压机上压制成尺寸在 300mm*300mm* 120mm 以内毛还；
[0068] 第三步，将毛坯进行温度为1150摄氏度的高温焙烧；
[0069] 第四步，将经过焙烧后的毛坯置于浸渍沥青中进行浸渍得到浸渍坯；
[0070] 第五步，将浸渍坯进行第二次温度为1150摄氏度的高温焙烧；
[0071] 第六步，将经过第二次焙烧的毛坯置于石墨化炉中，所述石墨化炉采用14米长的 艾奇逊炉，所述艾奇逊炉的的开始功率lOOOkw以上，上升功率lOOkw/h，最后将所述艾奇逊 炉中的温度升温至2800摄氏度，并保持1小时，完成热处理，得到石墨化毛坯；
[0072] 第七步，将石墨化毛坯表面清理干净，并放入超声波清洗池中进行超声波清洗，然 后再120摄氏度的条件下烘干，将清理、烘干后的石墨化毛坯浸入900摄氏度的纯铝液中， 并在20MPa的条件下包压4小时即可制得所述高导热的铝-石墨复合材料。
[0073] 综合上所述，本发明的技术方案可以充分有效的完成发明目的，且本发明的原理 都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功效及目的，且本发明的实施例也可 以根据这些原理进行变换，因此，本发明包括一切在申请专利范围中所提到范围内的所有 替换内容。任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。
【主权项】
1. 一种侣-石墨复合材料制备工艺，其特征在于：包括如下步骤： 一、 混料，取易石墨化炭、粘合剂W及催化剂混合均匀，再加入扩散剂混合均匀，最后烘 干制成混合粉料； 其中，所述混料过程中各组分按重量份数计为： 易石墨化炭 70-80份（大致数量范围）.； 粘合剂 19-23份； 催化剂 2-4份； 扩散剂 0.7-1.3份； 所述易石墨化炭破碎过50目筛、灰分0. 3% ; 二、 制巧，将步骤一得到的混合粉料冷压成型制得毛巧； Ξ、第一次赔烧，将步骤二制得的毛巧进行赔烧，其中赔烧的溫度为1100-1200摄氏度 之间； 四、 浸溃，将经过第一次赔烧后的毛巧进行浸溃得到浸溃巧，浸溃液为浸溃渐青； 五、 第二次赔烧，将浸溃巧进行第二次赔烧，其中赔烧的溫度为1100-1200摄氏度之 间； 六、 石墨化，将经过步骤五中第二次赔烧的毛巧置于石墨化炉中进行热处理得到石墨 化毛巧； 屯、浸侣，首先将石墨化毛巧的外表面清理干净，然后将其浸入800-900摄氏度的纯侣 液中，并在20MPa的条件下保压至少3小时，制得侣-石墨复合材料。2. 如权利要求1所述的侣-石墨复合材料制备工艺，其特征在于：所述粘合剂为中间 相渐青，所述中间相渐青破碎过100目筛、软化点280摄氏度、挥发份21. 5%，催化剂为绿碳 化娃，扩散剂为蔥油；且上述步骤一中的所述易石墨化炭、粘合剂W及催化剂在高速混捏机 中混捏至少5分钟达到混合均匀，然后加入所述扩散剂混捏0. 5-1. 0小时。3. 如权利要求2所述的侣-石墨复合材料制备工艺，其特征在于：上述步骤二中 的制巧是将所述混合粉料装入模具中在1000吨压机上压制成型，所述毛巧的尺寸在 300mm*300mm*120mmW内。4. 如权利要求3所述的侣-石墨复合材料制备工艺，其特征在于：上述石墨化步骤中， 将浸溃后的毛巧置于石墨化炉中，所述石墨化炉采用14米长的艾奇逊炉，所述艾奇逊炉的 的开始功率lOOOkwW上，上升功率lOOkwA，最后将所述艾奇逊炉中的溫度升溫至2800摄 氏度，并保持1小时，完成热处理，得到石墨化毛巧。5. 如权利要求4所述的侣-石墨复合材料制备工艺，其特征在于：上述步骤屯中，首先 清理所述石墨化毛巧的外表面，并使用超声波清洗石墨化毛巧，将清洗后的石墨化毛巧在 120摄氏度的条件下烘干，然后浸入纯侣液中。
【专利摘要】一种铝-石墨复合材料制备工艺，其包括如下步骤：一、混料，取易石墨化炭、粘合剂以及催化剂混合均匀，再加入扩散剂混合均匀，最后烘干制成混合粉料；二、将混合粉料冷压成型制得毛坯；三、将毛坯进行焙烧；四、将经过焙烧后的毛坯进行浸渍得到浸渍坯；五、将浸渍坯进行第二次焙烧；石墨化，将经过第二次焙烧的毛坯置于石墨化炉中进行热处理得到石墨化毛坯；七、浸铝，首先将石墨化毛坯的外表面清理干净后浸入800-900摄氏度的纯铝液中，并在20MPa的条件下保压至少3小时，制得铝-石墨复合材料。
【IPC分类】C01B31/04, C04B41/69
【公开号】CN105399083
【申请号】CN201510800210
【发明人】田家利, 张超, 邓达琴, 李海航, 李江标
【申请人】江西宁新碳素有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月19日