一种石墨烯复合散热片及其制备方法

本发明涉及石墨烯复合散热片，特别涉及一种石墨烯复合散热片及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯使一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

2、公开号为cn112457625b的一种石墨烯复合材料、石墨烯复合导热塑料的制备方法及其制备方法，石墨烯复合材料以导热材料为载体，将氨基化处理后的石墨烯经两次平面取向，能充分发挥石墨烯优异的二维导热性能，采用该方法制得的石墨烯复合材料与纤维类填料复合制备导热塑料，可以获得优异的纵向导热系数，在平面和垂直方向上的导热性能皆优。

3、然而上述散热片及其制备方法，其制作步骤较多，制作方法较难，难以快速的对散热片进行快速生产。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种石墨烯复合散热片及其制备方法，以解决上述背景技术提出的问题与缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯复合散热片，包括散热片a，散热片a顶部固定安装有二十四组散热片b，且二十四组散热片b呈环形阵列设置，散热片a的侧面固定安装有六组连接块，六组连接块呈环形阵列设置，连接块开设有安装孔，安装孔内设置有固定螺栓。

3、一种石墨烯复合散热片制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、石墨烯制备：称取一定配比的石墨与氯化钠，将石墨与氯化钠混合倒入碾盘当中进行碾磨，碾磨后通过清水对其中的氯化钠进行冲洗掉，将清洗后的石墨投放至烘干机当中，使烘干机对石墨进行烘干，随后将烘干的石墨与浓硫酸倒入混合罐内，通过搅拌器进行混合，将硝酸钠加入混合罐内再次搅拌，将离子水也加入混合罐内，并通过加热器对混合罐内进行加热混合，然后通过冷却器，对罐内的反应液进行冷却，加入过氧化氢进行搅拌，将搅拌后的反应液投放至离心机当中离心，并用盐酸和去离子水进行洗涤，最后，加入水合肼还原氧化物，形成石墨烯；

5、步骤二、分散液制备：将铜粉、铝粉依次倒入过滤斗内，通过晃动过滤斗，使过滤斗对铜粉、铝粉进行过滤，将去离子水倒入干净的混合罐内，并将铜粉、铝粉与步骤一当中石墨烯，按照指定的配比倒入混合罐内，然后通过搅拌器，对混合罐内的石墨烯、铜粉、铝粉、离子水进行搅拌，最终得到混合分散液；

6、步骤三、制粉：将沉积剂倒入步骤二当中的混合分散液内，通过搅拌设备进行搅拌，然后将搅拌后的分散液进行静置，使其固液分离，随后通过冻干设备进行干燥，得到石墨烯复合固体，最后将石墨烯复合固体通过粉碎机进行粉碎，得到石墨烯复合粉末；

7、步骤四、制型：将步骤三当中的石墨烯复合粉末放置于散热片模型当中，通过热压机对石墨烯复合粉末热压烧结，最终得到石墨烯复合散热片，填补了石墨烯片层间的缝隙，增加了散热片密度，加快了材料的热导性；

8、步骤五、加工：将步骤四当中石墨烯复合散热片放置于数控机床上，通过数控机床进行切削打孔，随后通过抛光机，对切削打孔的石墨烯复合散热片进行打磨抛光，最终得到石墨烯复合散热片成品，当施加外力时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

9、优选的，所述步骤一当中，碾盘对石墨与氯化钠的碾磨时间为30-50分钟，对氯化钠的冲洗次数为1-3次，烘干机对石墨的烘干时间为20-40分钟，烘干机对石墨的烘干温度为60-70度，搅拌器搅拌棒的搅拌速度为3000-5000转/分钟。

10、优选的，所述步骤一当中，搅拌器对石墨与浓硫酸搅拌时间为2-6分钟，搅拌器对加入的硝酸钠搅拌时间为3-5分钟，搅拌器对加入的过氧化氢搅拌时间为4-6分钟，冷却器的冷却温度为50度，冷却时间为2-4小时，离心机的离心速度为6000-8000转/分钟，盐酸的洗涤次数为1-3，去离子水的次数洗涤2-4次。

11、优选的，所述步骤二当中，过滤斗的目数为60-100目，搅拌器搅拌棒的搅拌速度3000-7000转/分钟。

12、优选的，所述步骤三当中，搅拌设备搅拌棒的搅拌速度3000-7000转/分钟，搅拌后的分散液静置时间为10-24小时，冻干设备的温度为-20--10度，冻干设备对分散液干燥时间为24-72小时，粉碎机对石墨烯复合固体粉碎时间为30-60分钟。

13、优选的，所述步骤四当中，热压机对石墨烯复合粉末的烧结温度为1000-2000度，热压机对石墨烯复合粉末的烧结时间为4-8小时，热压机对石墨烯复合粉末的压力为30mpa。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、该石墨烯复合散热片及其制备方法，通过石墨烯优秀的导热性，以石墨烯为主体，铜铝为作为粘结剂，以热压烧结的方式来进行制备，填补了石墨烯片层间的缝隙，增加了散热片密度，加快了材料的热导性，其次，该散热片柔韧，当施加外力时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

技术特征：

1.一种石墨烯复合散热片，其特征在于，包括：

2.一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：所述步骤一当中，碾盘对石墨与氯化钠的碾磨时间为30-50分钟，对氯化钠的冲洗次数为1-3次，烘干机对石墨的烘干时间为20-40分钟，烘干机对石墨的烘干温度为60-70度，搅拌器搅拌棒的搅拌速度为3000-5000转/分钟。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：所述步骤一当中，搅拌器对石墨与浓硫酸搅拌时间为2-6分钟，搅拌器对加入的硝酸钠搅拌时间为3-5分钟，搅拌器对加入的过氧化氢搅拌时间为4-6分钟，冷却器的冷却温度为50度，冷却时间为2-4小时，离心机的离心速度为6000-8000转/分钟，盐酸的洗涤次数为1-3，去离子水的次数洗涤2-4次。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：所述步骤二当中，过滤斗的目数为60-100目，搅拌器搅拌棒的搅拌速度3000-7000转/分钟。

6.根据权利要求5所述的一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：所述步骤三当中，搅拌设备搅拌棒的搅拌速度3000-7000转/分钟，搅拌后的分散液静置时间为10-24小时，冻干设备的温度为-20--10度，冻干设备对分散液干燥时间为24-72小时，粉碎机对石墨烯复合固体粉碎时间为30-60分钟。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯复合散热片制备方法，其特征在于：所述步骤四当中，热压机对石墨烯复合粉末的烧结温度为1000-2000度，热压机对石墨烯复合粉末的烧结时间为4-8小时，热压机对石墨烯复合粉末的压力为30mpa。

技术总结
本发明公开了一种石墨烯复合散热片及其制备方法，涉及石墨烯复合散热片技术领域。该石墨烯复合散热片，包括散热片A，散热片A顶部固定安装有二十四组散热片B，散热片A的侧面固定安装有六组连接块，连接块开设有安装孔，安装孔内设置有固定螺栓。一种石墨烯复合散热片制备方法，包括石墨烯制备、分散液制备、制粉、制型加工制备步骤。该石墨烯复合散热片及其制备方法，以石墨烯为主体，铜铝为作为粘结剂，以热压烧结的方式来进行制备，填补了石墨烯片层间的缝隙，增加了散热片密度，加快了材料的热导性，其次，该散热片柔韧，当施加外力时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，具有优秀的导热性。

技术研发人员：赵强,张永起
受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22