一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法
一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种散热材料，具体是种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微电子技术的发展使得电子产品的功率逐渐增大，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，以LED为例，如果温度上升2V则芯片的性能会下降5%，使用寿命也会下降10%。
[0003]现有的LED散热材料主要有金属铝及铝合金、氧化铝陶瓷、导热塑料等。铝及铝合金导热率高，但散热性能不如氧化铝陶瓷和导热塑料，而且铝及铝合金是电的良导体，作为LED散热器有一定的安全隐患；而陶瓷和导热塑料散热性能良好，绝缘不导电，但导热率又太低，无法满足大功率LED的散热要求，同时无论纯陶瓷材料还是铝合金材料在散热器制备过程中能耗均较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料备方法及其应用，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1_4，二硼化钒5_8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2_6。
[0006]所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。
[0007]所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。
[0008]所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用；
步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ；
步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明较传统铝质散热材料在原料上综合了铝、氮化铝、金刚石、陶瓷粉、石墨粉、多壁纳米碳管等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，加入的助剂能够增进原料间的相容性，改善烧结效果，制备得到的散热材料结构致密，表面光洁，电绝缘性好，表面不易产生静电，坚固防锈蚀，经久耐用，良好的散热能力，能够很好的保护LED灯具，有效提高灯具的使用寿命。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0011]本发明一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2-6。
[0012]所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。
[0013]所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。
[0014]一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的其制备方法，包括如下步骤:
步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用；
步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ；
步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
[0015]本实施例所制得的散热材料较常规LED用散热材料较常规铝基散热材料的导热系数提高25.3%，热扩散率提高30.5%，热平衡时间平均缩短175min，灯具使用寿命提高30.6%。
【主权项】
1.一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2-6。2.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。3.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。4.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用； 步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ； 步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法，该散热材料由以下重量份的原料制成：铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1-5、无卤阻燃剂2-6。本发明较传统铝质散热材料在原料上综合了铝、氮化铝、金刚石、陶瓷粉、石墨粉、多壁纳米碳管等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，加入的助剂能够增进原料间的相容性，改善烧结效果，表面不易产生静电，坚固防锈蚀，经久耐用，良好的散热能力，能够很好的保护LED灯具，有效提高灯具的使用寿命。
【IPC分类】C22C47/14, C22C101/02, C22C21/00, C22C49/06, C22C1/05, C22C1/10
【公开号】CN104894435
【申请号】CN201510211088
【发明人】李东霖
【申请人】安徽顺彤包装材料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种散热材料，具体是种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微电子技术的发展使得电子产品的功率逐渐增大，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，以LED为例，如果温度上升2V则芯片的性能会下降5%，使用寿命也会下降10%。
[0003]现有的LED散热材料主要有金属铝及铝合金、氧化铝陶瓷、导热塑料等。铝及铝合金导热率高，但散热性能不如氧化铝陶瓷和导热塑料，而且铝及铝合金是电的良导体，作为LED散热器有一定的安全隐患；而陶瓷和导热塑料散热性能良好，绝缘不导电，但导热率又太低，无法满足大功率LED的散热要求，同时无论纯陶瓷材料还是铝合金材料在散热器制备过程中能耗均较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料备方法及其应用，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1_4，二硼化钒5_8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2_6。
[0006]所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。
[0007]所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。
[0008]所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用；
步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ；
步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明较传统铝质散热材料在原料上综合了铝、氮化铝、金刚石、陶瓷粉、石墨粉、多壁纳米碳管等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，加入的助剂能够增进原料间的相容性，改善烧结效果，制备得到的散热材料结构致密，表面光洁，电绝缘性好，表面不易产生静电，坚固防锈蚀，经久耐用，良好的散热能力，能够很好的保护LED灯具，有效提高灯具的使用寿命。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0011]本发明一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2-6。
[0012]所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。
[0013]所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。
[0014]一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的其制备方法，包括如下步骤:
步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用；
步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ；
步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
[0015]本实施例所制得的散热材料较常规LED用散热材料较常规铝基散热材料的导热系数提高25.3%，热扩散率提高30.5%，热平衡时间平均缩短175min，灯具使用寿命提高30.6%。
【主权项】
1.一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，由下述重量份的原料制成:铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1_2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1_5、无卤阻燃剂2-6。2.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，所述的助剂由以下重量份的原料制成:钠砂1-3、聚酰亚胺3-7、银包铜粉7-12、钼酸钠1-2、无机锗粉5-8、四针状氧化锌晶须12-15，制备方法为:先将钼酸钠溶于适量水中，制备成浓度为8-10%的水溶液，然后投入钠砂、四针状氧化锌晶须、银包铜粉，混合球磨l_2h，随后将所得浆料烘干，再与其它剩余成分混合搅拌分散2-3h后干燥，制成300-400目细粉，即得。3.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂，为三聚氰胺-聚磷酸盐(MP)、三聚氰胺-多聚磷酸盐(MP)和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合。4.根据权利要求1所述的一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、先将乙醇溶解水中配制成浓度为8-10%的水溶液，随后加入硼酸钠，搅拌至其完全溶解后，将金矿尾矿、陶瓷粉投入溶液中，浸泡8-lOh后低温干燥，所得物料备用； 步骤2、将步骤I所得物料与其它剩余成分搅拌混合3-4h后，搅拌速率为50转/每分钟至80转/每分钟，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的万孔筛余量< 0.05% ； 步骤3、将步骤2所得的物料送入模具中压制成型，在氮气氛围下以650-700°C的温度烧结5-7h后，经自然冷却至室温即得。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂金刚石的铝基复合散热材料及其制备方法，该散热材料由以下重量份的原料制成：铝63-65、金刚石纳米粉2-5、氮化铝4-5、陶瓷粉5-7，石墨粉4-8，多壁纳米碳管1-4，二硼化钒5-8、二硼化锆1-2、金矿尾矿8-10、丙三醇1-3、三乙醇胺1-2、硼酸钠0.4-0.8、助剂1-5、无卤阻燃剂2-6。本发明较传统铝质散热材料在原料上综合了铝、氮化铝、金刚石、陶瓷粉、石墨粉、多壁纳米碳管等成分的优点，兼具良好的导热和绝缘性能，加入的助剂能够增进原料间的相容性，改善烧结效果，表面不易产生静电，坚固防锈蚀，经久耐用，良好的散热能力，能够很好的保护LED灯具，有效提高灯具的使用寿命。
【IPC分类】C22C47/14, C22C101/02, C22C21/00, C22C49/06, C22C1/05, C22C1/10
【公开号】CN104894435
【申请号】CN201510211088
【发明人】李东霖
【申请人】安徽顺彤包装材料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日
最新回复(0)