铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，制得铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液并混合成电泳液；步骤2，将厚铜或铜合金薄片制造为阴极；步骤3，将石墨片做阳极，将阴极和阳极放入电泳液进行电泳沉积；步骤4，将步骤3电泳沉积过后的阴极，冷却24小时，并在冷却过程中使用液压机压制，得初品；步骤5，将步骤4制得的初品高温环境中制造成铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料。优点在于：能够迅速地降低电脑、空调、手机、LED照明、通信、整流器，医疗及工业设备的工作环境温度，提高其散热效率，延长设备的使用寿命。

Preparation of copper nanomaterials, graphene and carbon nanotube composite heat sink materials

【技术实现步骤摘要】
铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法
本专利技术涉及散热材料
，尤其涉及铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种最坚硬和耐磨耐化学及耐腐蚀的材料，综合性能优于所有金属材料，在制备工艺方法优化成超细纳米级材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于纳米碳管和金刚石及金属，因此在全世界核发电站中的反应堆作为核心棒被称为高散热材料。与此同时也可应用于LED灯具，因其散热功能优越及使用寿命延长、符合国家节能节排及绿色环保等优点：得到行业越来越广泛的应用。但LED灯具在结构设计和封装过程中发光二极管属于冷光源瞬间发热量高达130度的临界点、在没有散热器的紧密支配下：导致而影响其寿命，LED灯具的散热问题是全世界人研究的热点。石墨烯作为高效散热材料，用于LED灯具，能够提高LED灯具的散热能力。为了提高石墨烯散热材料的散热性能，需要使用纯度高且分散性好的石墨烯。为此本专利技术进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分别将铜粉、石墨烯粉末和碳纳米管放入无水乙醇溶液中用超声波分散制得铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液，然后将铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液混合成电泳液，所述电泳液中铜粉为1-3.5mg/ml，石墨烯粉末为0.01-0.05mg/ml，碳纳米管0.01-0.05mg/ml；步骤2，将厚度为0.05-0.0.08mm的铜或铜合金薄片在无水乙醇溶液中超声8分钟，再用5-8％的稀硝酸中浸泡1min后用去离子水多次冲洗，晾干之后，作为阴极；步骤3，将厚度为0.05-0.0.08mm的石墨片做阳极，将步骤2制得的阴极和阳极放入电泳液在直流电场下进行电泳沉积；步骤4，将步骤3电泳沉积过后的阴极，从所述阴极一端起折叠350-400层，后用使用液氮快速对所述阴极冷却24小时，并在冷却过程中使用液压机压制所述阴极，得初品；步骤5，将步骤4制得的初品在450-500℃下保温3h，再在氮气气氛下先以1100-1150加热30min，再降温至500-550℃的温度退火处理2h，自然降温之后，即可得到所述铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料。在本专利技术的一个优选实施例，铜粉分散液配置过程：将球状铜粉分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，得到铜粉分散液；石墨烯分散液配置过程：将墨烯粉末分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，使其形成均匀的溶液，得到石墨烯分散液；碳纳米管配置过程：将碳纳米管，分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，得到碳纳米管分散液。在本专利技术的一个优选实施例，球状铜粉粒径为2-5微米。在本专利技术的一个优选实施例，所述石墨烯粉末为单层或少层石墨，且少层石墨烯指3-7层石墨烯；所述石墨烯粉末的二维尺寸为15-25微米。在本专利技术的一个优选实施例，所述碳纳米管是多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管的长度为10-20微米，直径为10nm以下。在本专利技术的一个优选实施例，所述石墨烯和碳纳米管的沉积厚度为17nm以下。由于采用了如上的技术方案，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术利用石墨烯超高热导率，以石墨烯为基本单元，以铜粉作为粘结剂，在高于铜粉熔点的温度下热压，铜起到粘接石墨烯片和碳纳米管的作用，并且通过热压提供外力，减小了石墨烯片层之间的空隙，增加了致密性，减小了声子散射，从而增加了材料的热导率。2、本专利技术所提供的铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料，能够迅速地降低电脑、空调、手机、LED照明、通信、整流器，医疗及工业设备的工作环境温度，提高其散热效率，延长设备的使用寿命。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，铜粉分散液配置过程：将球状铜粉分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，得到铜粉分散液；石墨烯分散液配置过程：将墨烯粉末分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，使其形成均匀的溶液，得到石墨烯分散液；碳纳米管配置过程：将碳纳米管，分散在无水乙醇溶液中，在频率为50KHz-80KHz下，进行超声处理0.5-1小时，得到碳纳米管分散液。然后将铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液混合成电泳液，电泳液中铜粉为1-3.5mg/ml，石墨烯粉末为0.01-0.05mg/ml，碳纳米管0.01-0.05mg/ml；其中，球状铜粉粒径为2-5微米。其中，石墨烯粉末为单层或少层石墨，且少层石墨烯指3-7层石墨烯；所述石墨烯粉末的二维尺寸为15-25微米。其中，碳纳米管是多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管的长度为10-20微米，直径为10nm以下。步骤2，将厚度为0.05-0.0.08mm的铜或铜合金薄片在无水乙醇溶液中超声8分钟，再用5-8％的稀硝酸中浸泡1min后用去离子水多次冲洗，晾干之后，作为阴极；步骤3，将厚度为0.05-0.0.08mm的石墨片做阳极，将步骤2制得的阴极和阳极放入电泳液在直流电场下进行电泳沉积，石墨烯和碳纳米管的沉积厚度为17nm以下。步骤4，将步骤3电泳沉积过后的阴极，从阴极一端起折叠350-400层，后用使用液氮快速对所述阴极冷却24小时，并在冷却过程中使用液压机压制所述阴极，得初品；步骤5，将步骤4制得的初品在450-500℃下保温3h，再在氮气气氛下先以1100-1150加热30min，再降温至500-550℃的温度退火处理2h，自然降温之后，即可得到所述铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术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专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术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专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，分别将铜粉、石墨烯粉末和碳纳米管放入无水乙醇溶液中用超声波分散制得铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液，然后将铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液混合成电泳液，所述电泳液中铜粉为1-3.5mg/ml，石墨烯粉末为0.01-0.05mg/ml，碳纳米管0.01-0.05mg/ml；/n步骤2，将厚度为0.05-0.0.08mm的铜或铜合金薄片在无水乙醇溶液中超声8分钟，再用5-8％的稀硝酸中浸泡1min后用去离子水多次冲洗，晾干之后，作为阴极；/n步骤3，将厚度为0.05-0.0.08mm的石墨片做阳极，将步骤2制得的阴极和阳极放入电泳液在直流电场下进行电泳沉积；/n步骤4，将步骤3电泳沉积过后的阴极，从所述阴极一端起折叠350-400层，后用使用液氮快速对所述阴极冷却24小时，并在冷却过程中使用液压机压制所述阴极，得初品；/n步骤5，将步骤4制得的初品在450-500℃下保温3h，再在氮气气氛下先以1100-1150加热30min，再降温至500-550℃的温度退火处理2h，自然降温之后，即可得到所述铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料。/n...

【技术特征摘要】
1.铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，分别将铜粉、石墨烯粉末和碳纳米管放入无水乙醇溶液中用超声波分散制得铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液，然后将铜粉分散液、石墨烯粉末分散液、碳纳米管分散液混合成电泳液，所述电泳液中铜粉为1-3.5mg/ml，石墨烯粉末为0.01-0.05mg/ml，碳纳米管0.01-0.05mg/ml；
步骤2，将厚度为0.05-0.0.08mm的铜或铜合金薄片在无水乙醇溶液中超声8分钟，再用5-8％的稀硝酸中浸泡1min后用去离子水多次冲洗，晾干之后，作为阴极；
步骤3，将厚度为0.05-0.0.08mm的石墨片做阳极，将步骤2制得的阴极和阳极放入电泳液在直流电场下进行电泳沉积；
步骤4，将步骤3电泳沉积过后的阴极，从所述阴极一端起折叠350-400层，后用使用液氮快速对所述阴极冷却24小时，并在冷却过程中使用液压机压制所述阴极，得初品；
步骤5，将步骤4制得的初品在450-500℃下保温3h，再在氮气气氛下先以1100-1150加热30min，再降温至500-550℃的温度退火处理2h，自然降温之后，即可得到所述铜纳米材料、石墨烯、碳纳米管复合散热材料。


2.如权利要求1所述的铜纳米材料、石墨烯、碳纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄焱，
申请(专利权)人：胡雄焱，
类型：发明
国别省市：湖南;43