一种密闭复合板及其制备方法和多层密闭复合板以及应用技术

本发明专利技术提供了一种密闭复合板及其制备方法和多层密闭复合板以及应用，属于导热材料技术领域。本发明专利技术提供的密闭复合板，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。在本发明专利技术中，石墨材质高导热层能够大幅度的提高密闭复合板的热导率，金属层有利于提高密闭复合板的加工性和结构可靠性，借助金属丝网层使石墨材质高导热层和金属层紧密结合，得到了具有较高结合强度、较高热导率且加工性能优异的密闭复合板。

A kind of sealed composite plate, its preparation method, multi-layer sealed composite plate and its application

【技术实现步骤摘要】
一种密闭复合板及其制备方法和多层密闭复合板以及应用
本专利技术涉及导热材料
，具体涉及一种密闭复合板及其制备方法和多层密闭复合板以及应用。
技术介绍
随着科学技术的进步，高功率电子器件、新能源电池、大数据中心等发展迅猛，其在工作过程中的产热量越来越大，对工作器件或电池的烧损现象时有发生，因此，热控制的重要性凸显而出。目前在热控制系统中，各种换热构件层出不穷，例如液冷板、液冷机箱、VC均热板、环路热管、固态高导热板等，每种结构都有自身的特性和应用场景。液冷板或液冷机箱适用于大功率散热领域，但需要配备循环泵和外部液冷源；VC均热板无需外部液冷源，依靠其内部液体蒸发冷凝带走热量，但其制作工艺复杂，可靠性偏差，且往往受应用条件限制，例如重力方向性、加速度等均对VC均热板换热性能的影响较大；环路热管一般应用于卫星系统，制作成本昂贵；固态高导热板(热导率较高的材料)往往受材料本身和制造工艺限制，存在着一定的缺陷。目前的固态高导热板材质通常为铝、铜、热解石墨或金刚石以及石墨或金刚石增强的铝或铜基复合材料，其中，铝质量轻易加工，但是其热导率相对偏低(～200W/mK)；铜易加工，但质量重，热导率相对目前需求来说偏低(～380W/mK)；经过一定处理后的热解石墨，例如退火态热解石墨，热导率相对较高(1200～1800W/mK)，相对脆性大，强度低，且不易加工成螺纹孔或焊接组装器件；金刚石材料热导率较高(>2000W/mK)，但脆性很大且硬度极高，很难加工成板材等构件；石墨增强铝或铜基复合材料的热导率适中(400～700W/mK)，但其本身强度偏低，应用受限；金刚石增强铝或铜基复合材料的热导率适中(500～750W/mK)，但脆性偏大，综合硬度高，难以加工制备。在现有技术中，制作复合板的技术有冷、热轧制焊接，爆炸焊，扩散焊和钎焊，其中，冷、热轧制焊接和爆炸焊均不适用加工铝、铜、退火态热解石墨、金刚石材料，尤其是退火态热解石墨相对脆性较大，在冷、热轧制焊接和爆炸焊工艺中容易破碎，同时，冷、热轧制焊接和爆炸焊变形量较大且不容易保证密闭。而扩散焊和钎焊具备一定的工艺优势，但是要想使退火态热解石墨与金属之间具备较好的界面结合，往往需要活性金属元素参与界面结合反应，例如钛元素，并且该活性金属元素与退火态热解石墨的界面反应需要在一定的温度下进行，通常高于800℃，因此对于铝合金和镁合金等均不适用；另外对于其他金属材料来说，即使能够承受较高温度，但是对于大面积焊接其热应力也难以避免，可能会造成退火态热解石墨层断裂，因此需要找到一种更可靠的界面连接方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种密闭复合板及其制备方法和多层密闭复合板以及应用，本专利技术提供的密闭复合板具有较高的结合强度、热导率且加工性能优异。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种密闭复合板，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。优选地，所述石墨材质高导热层的长度为10～200mm，宽度为5～150mm，厚度为0.5～3mm。优选地，所述所述金属层的厚度为0.5～2mm。优选地，所述金属丝网层中金属丝网的孔径为1～10mm；所述金属丝网层的厚度为0.03～0.5mm。优选地，所述金属丝网层与金属层之间还设置有钎料层。优选地，所述钎料层的厚度为0.03～0.2mm。本专利技术提供了上述技术方案所述密闭复合板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照第一金属板-第一金属丝网-石墨材质高导热板-第二金属丝网-第二金属板的顺序组装，得到第一预处理件；所述第一金属板和第二金属板中至少一个具有凹槽结构；(2)将所述步骤(1)中第一预处理件进行真空扩散焊，得到所述密闭复合板。在本专利技术中，当上述技术方案所述密闭复合板中含有钎料层时，所述密闭复合板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照第一金属板-第一钎料-第一金属丝网-石墨材质高导热板-第二金属丝网-第二钎料-第二金属板的顺序，或者按照第一金属板-第一钎料-第一金属丝网-石墨材质高导热板-第二金属丝网-第二金属板的顺序，或者按照第一金属板-第一金属丝网-石墨材质高导热板-第二金属丝网-第二钎料-第二金属板的顺序组装，得到第二预处理件；所述第一金属板和第二金属板中至少一个具有凹槽结构；(2)将所述步骤(1)中第二预处理件进行真空钎焊，得到所述密闭复合板。本专利技术还提供了一种多层密闭复合板，以上述方案所述密闭复合板或上述方案所述制备方法制备得到的密闭复合板为结构单元制备得到。本专利技术还提供了上述方案所述密闭复合板或上述方案所述制备方法制备得到的密闭复合板或上述方案所述多层密闭复合板在换热设备中的应用。本专利技术提供了一种密闭复合板，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。在本专利技术中，石墨材质高导热层能够大幅度的提高密闭复合板的热导率，金属层有利于提高密闭复合板的加工性和结构可靠性，借助金属丝网层使石墨材质高导热层和金属层紧密结合，得到了具有较高结合强度、较高热导率且加工性能优异的密闭复合板。由实施例试验数据可知，本专利技术提供的密闭复合板热导率高达700～980W/(mK)，金属层与石墨材质高导热层的结合强度高达17～25MPa，说明本专利技术提供的密闭复合板具有优异的导热性能和加工性能。另外，本专利技术还提供了密闭复合板的制备方法，能够避免石墨板在加工过程中出现分层或断裂，得到性能较好且完整的密闭复合板，而且制备工艺简单，适用于各种金属与石墨的结合。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的密闭复合板的结构示意图；图2为本专利技术实施例2制备的密闭复合板的结构示意图；图3为本专利技术实施例3制备的密闭复合板的结构示意图；图4为本专利技术实施例4制备的密闭复合板的结构示意图；图中，1-1为第一金属板，1-2为第二金属板，1-3为第三金属板，2-1为第一金属丝网，2-2为第二金属丝网，2-3为第三金属丝网，2-4为第四金属丝网，3为石墨材质高导热板，4-1为第一钎料。具体实施方式本专利技术提供了一种密闭复合板，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。本专利技术对所述石墨材质高导热层、金属层和金属丝网层的具体尺寸没有特殊的限定，以得到满足尺寸要求的密闭复合板为宜。在本专利技术中，所述石墨材质高导热层的长度优选为10～200mm；所述石墨材质高导热层的宽度优选为5～150mm；所述石墨材质高导热层的厚度优选为0.5～3mm，更优选为1.5～2.5mm。在本专利技术中，所述石墨材质高导热层优选由热解石墨、退火态热解石墨、高定向热解石墨或石墨烯基复合散热板等高热导率石墨材料形成，更优选由退火态热解石墨或石墨烯基复合散热板形成。本专利技术对所述热解石墨、退火态热解石墨、高定向热解石墨或石墨烯基复合散热板的具体来源没有特殊的限定，采用本领域常规的热解石墨、退火态热解石墨、高定向热解石墨或石墨烯基复合散热板即可。在本专利技术中，石墨材质高导热层具有优异的热导率，能够提高密闭复合板的导热性能。在本专利技术中，所述金属层的厚度优选为0.5～2mm，更优选为0.5～1.5mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密闭复合板，其特征在于，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。

【技术特征摘要】
1.一种密闭复合板，其特征在于，包含石墨材质高导热层和包裹在石墨材质高导热层外部的金属层；所述石墨材质高导热层的上下表面与金属层之间设置有金属丝网层。2.根据权利要求1所述的密闭复合板，其特征在于，所述石墨材质高导热层的长度为10～200mm，宽度为5～150mm，厚度为0.5～3mm。3.根据权利要求1所述的密闭复合板，其特征在于，所述金属层的厚度为0.5～2mm。4.根据权利要求1所述的密闭复合板，其特征在于，所述金属丝网层中金属丝网的孔径为1～10mm；所述金属丝网层的厚度为0.03～0.5mm。5.根据权利要求1所述的密闭复合板，其特征在于，所述金属丝网层与金属层之间还设置有钎料层。6.根据权利要求5所述的密闭复合板，其特征在于，所述钎料层的厚度为0.03～0.2mm。7.权利要求1～4任一项所述密闭复合板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照第一金属板-第一金属丝网-石墨材质高导热板-第二金属丝网-第二金属板的顺序组装，得到第一预处理件；所述第一金属板和第二金属板...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓光，谷岩峰，邓澄，
申请(专利权)人：河北宇天材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13