【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热片，具体为一种基于石墨烯的铝基复合散热片及其制备工艺。
技术介绍
1、散热片是一种给电器中易发热电子元件散热的装置，一般由铝合金、黄铜或青铜做成板状、片状、多片状等，如电脑中cpu中央处理器、led背光模组等要使用相当大的散热片。一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效地传导到散热片上，再经散热片散发到周围空气中去。
2、现有市面上可购买到的散热片大多为纯铝或铝合金加工制得，质量较高，不符合现有研发的“轻量化”目标，散热性能无法满足实际需求，因此为提高产品散热效果，本专利技术公开了一种基于石墨烯的铝基复合散热片及其制备工艺，以解决该技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于石墨烯的铝基复合散热片及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，包括以下步骤：
4、步骤(1)：取纳米石墨片、氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯混合，去离子水溶解，超声分散1～2h，形成分散液，将分散液刷涂至聚四氟乙烯基板上，60～70℃下真空干燥，得到氧化石墨烯膜，再置于水合肼溶液中还原，去离子水洗涤，干燥，干燥后转移至900～950℃下，热处理0.5～1h，得到面层散热片；
5、步骤(2)：将铝粉置于球磨机中，300～400rpm下球磨2～4h，球磨后过滤，60～70℃
6、将阳离子表面活性剂和蒸馏水混合，50～55℃下搅拌均匀，得到表面活性剂水溶液，在表面活性剂水溶液中加入球磨铝粉，超声分散20～30min，搅拌1～1.5h，洗涤干燥，得到预处理铝粉；
7、将预处理铝粉和蒸馏水混合，超声分散40～60min，再加入氧化石墨烯水分散液，搅拌1～2h，过滤，得到铝基复合粉末；
8、步骤(3)：将铝基复合粉末投入钢铸模具中，再置于马弗炉中，加热至750℃，热压烧结，冷却后再以10℃/min的升温速率升温至450～480℃，保温30～40min，取出后进行热挤压，压力为640～650mpa，保压5～8s，脱模冷却，得到底层散热片；
9、在底层散热片表面开槽，形成若干个散热槽，若干个散热槽相互连通，在散热槽中涂布导热胶，再将面层散热片粘贴至散热槽中，干燥固化，得到铝基复合散热片。
10、较优化的方案，步骤(1)中，分散液的浓度为60～70mg/ml，水合肼溶液的浓度为20～30mg/ml；所述纳米石墨片、氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯的质量比为1：(3～4)：1。
11、较优化的方案，步骤(2)中，球磨时采用氧化铝磨球，球料质量比为(3～4)：1，溶剂为无水乙醇；阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，表面活性剂水溶液的质量浓度为1～2％；氧化石墨烯的用量为预处理铝粉的0.5～1wt％。
12、较优化的方案，步骤(3)中，散热槽的面积总和为a，底层散热片单侧面积为b，则50％b≤a≤85％b。
13、较优化的方案，底层散热片厚度为n，散热槽的深度为m，面层散热片的厚度为m1，导热胶的涂覆厚度为m2，则1/3n≤m≤2/3n，70％m＜m1+m2＜90％m。
14、较优化的方案，步骤(1)中，真空干燥时，干燥总时间为h，先将聚四氟乙烯基板水平放置，并处于水平磁场中，磁场方向与聚四氟乙烯基板平行，干燥0.1h，再将聚四氟乙烯基板竖直放置，此时磁场方向与聚四氟乙烯基板垂直，干燥0.2h，交替调整聚四氟乙烯基板位置，直至干燥总时间达到h，形成氧化石墨烯膜。
15、较优化的方案，步骤(1)中，磁性氧化石墨烯的制备步骤为：
16、取六水合氯化铁和蒸馏水混合，搅拌至完全溶解，再滴加沸腾的蒸馏水，煮沸2～3min，冷却，得到氢氧化铁胶体；将氢氧化铁胶体缓慢滴加至氧化石墨烯水分散液中，静置20～24h，分层后收集产物，洗涤后真空干燥，再在氮气环境下煅烧2～3h，煅烧温度为1000～1050℃，研磨后过100目筛，得到磁性氧化石墨烯。
17、较优化的方案，所述六水合氯化铁、氧化石墨烯的质量比为(25～35)：1。
18、较优化的方案，根据以上任意一项所述的制备工艺制备的铝基复合散热片。
19、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
20、本专利技术公开了一种基于石墨烯的铝基复合散热片及其制备工艺，方案先将铝粉球磨后制得球磨铝粉，再通过阳离子表面活性剂对其进行表面处理，使其带有正电荷，再通过静电吸附将其与带有负电荷的氧化石墨烯组装，使得氧化石墨烯片能够均匀吸附至铝粉表面，形成铝基复合粉末，热压烧结后通过热挤压工艺制得底层散热片，再以还原氧化石墨烯膜为面层散热片，通过导热胶将面层散热片粘附至底层散热片上，以得到铝基复合散热片；相比于常规纯铝散热片，本申请制得的铝基复合散热片的散热效果更高，且重量更轻，实用性更高。
21、在本方案中，本申请主要技术点在于：
22、(1)利用氧化石墨烯与铝粉静电自组装，热压烧结后热挤压形成底层散热片，与常规纯铝散热片相比，由于氧化石墨烯的掺杂，其热导率、抗拉强度等性能力学性能都有所提升。
23、(2)方案以纳米石墨片、氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯混合，刷涂至聚四氟乙烯基板上，干燥制备氧化石墨烯膜，再通过水合肼溶液还原，并升温热处理，进一步形成还原氧化石墨烯膜，以其作为面层散热片，方案中掺杂了磁性氧化石墨烯，并限定了干燥环境，具体参数为“先将聚四氟乙烯基板水平放置，并处于水平磁场中，磁场方向与聚四氟乙烯基板平行，干燥0.1h，再将聚四氟乙烯基板竖直放置，此时磁场方向与聚四氟乙烯基板垂直，干燥0.2h，交替调整聚四氟乙烯基板位置，直至干燥总时间达到h，形成氧化石墨烯膜”；如干燥总时间为h，将其等分为10份，其中平行于聚四氟乙烯基板的磁场环境每次干燥时间为1等份，即为0.1h，垂直于聚四氟乙烯基板的磁场环境每次干燥时间为2等份，即为0.2h，依次交替设置，使得部分磁性氧化石墨烯能够在纵向发生取向，能够提高还原氧化石墨烯膜纵向的导热性能，从而综合提高铝基散热片的散热效果。
24、(3)常规散热片在改进时，一般会考虑将石墨烯散热片粘贴在铝基板两侧，但这种结构在实际应用时，两侧的石墨烯散热片磨损率较高，因此方案对铝基散热片的整体结构进行改进，本申请制得底层散热片后，对其表面开槽，形成若干个散热槽，并限定“若干个散热槽相互连通”，同时限定散热槽的面积“散热槽的面积总和为a，底层散热片单侧面积为b，则50％b≤a≤85％b”，其目的在于，散热槽相互连通，且保证面层散热片的面积，能够极大程度的保证散热效果，避免因为该设计导致散热效果的下降；另一方面，将面层散热片置于散热槽中，散热槽的存在能够对其进行保护，以降低面层散热片的损耗；另外，方案只限定了散热槽的总面积大小，而无需限定散热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，分散液的浓度为60～70mg/mL，水合肼溶液的浓度为20～30mg/mL；所述纳米石墨片、氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯的质量比为1：(3～4)：1。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，球磨时采用氧化铝磨球，球料质量比为(3～4)：1，溶剂为无水乙醇；阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，表面活性剂水溶液的质量浓度为1～2％；氧化石墨烯的用量为预处理铝粉的0.5～1wt％。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，散热槽的面积总和为A，底层散热片单侧面积为B，则50％B≤A≤85％B。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：底层散热片厚度为N，散热槽的深度为M，面层散热片的厚度为M1，导热胶的涂覆厚度为M2，则1/3N≤M
6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，真空干燥时，干燥总时间为H，先将聚四氟乙烯基板水平放置，并处于水平磁场中，磁场方向与聚四氟乙烯基板平行，干燥0.1H，再将聚四氟乙烯基板竖直放置，此时磁场方向与聚四氟乙烯基板垂直，干燥0.2H，交替调整聚四氟乙烯基板位置，直至干燥总时间达到H，形成氧化石墨烯膜。
7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，磁性氧化石墨烯的制备步骤为：
8.根据权利要求7所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：所述六水合氯化铁、氧化石墨烯的质量比为(25～35)：1。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的制备工艺制备的铝基复合散热片。
...【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，分散液的浓度为60～70mg/ml，水合肼溶液的浓度为20～30mg/ml；所述纳米石墨片、氧化石墨烯、磁性氧化石墨烯的质量比为1：(3～4)：1。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，球磨时采用氧化铝磨球，球料质量比为(3～4)：1，溶剂为无水乙醇；阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，表面活性剂水溶液的质量浓度为1～2％；氧化石墨烯的用量为预处理铝粉的0.5～1wt％。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，散热槽的面积总和为a，底层散热片单侧面积为b，则50％b≤a≤85％b。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的铝基复合散热片的制备工艺，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐斌，肖强，罗伟，
申请(专利权)人：江苏蔚联精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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