本发明专利技术公开了一种高导热石墨膜的制造方法：它采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，其工艺过程如下：a.选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸；b.将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中在氮气或氩气环境中碳化，碳化温度1000℃-1400℃，时间控制在1小时-6小时；c.碳化后进行石墨化，石墨化也是在氮气或氩气环境中进行，温度控制在2500℃到3000℃左右，控制在12小时以内。本发明专利技术提供的高导热石墨膜的制造方法，制备工艺简单，既能保证石墨膜的高散热性，增强其耐弯曲性能，一定程度上满足了消费者对电子产品又薄又轻的需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于导热及散热的石墨膜的生产技术，特别涉及。
技术介绍
随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展，耗散功率随之倍增，散热日益成为一个急需解决的难题。目前，各种各样的散热材料已经广泛使用。不同类型的散热材料，会具有不同的性能，比如说，金属材料的导热性能良好，特别是其中的一部分金属材料，如铜、铝、银等，其导 热性尤其良好。利用这些金属制成的散热器，比如铜质的散热器、铝质的散热器，得到普遍应用。其相关参数如下材料I导热系数W/mK 比热容J/kg · Kj密度g/cm3铝瓦)0一 8802. 7铜 |380|385|8.96 由于科技的发展，上述金属材料作为导热体处理，已经无法满足，电子行业高集成化的需求，因而出现了高散热性能的人造石墨膜材料，其导热率非常高，可达1500W/m · K，且密度轻到I g/cm3 2g/cm3左右、而且具有高导电性的特点。此外，因能够减轻薄膜的厚度、且具有柔软性，因而一直被期待着作为在狭窄的场所、或需要穿过缝隙做处理的场所的导热器材料或散热器材料。目前高导热石墨膜的应用越来越广泛，对于也越来越多，有从天然石墨加以压合而成的方法，也有描述从石墨烯出发加工成的，以及有人工合成的等。但是现有闻导热石墨I旲也有不足之处，闻导热石墨I旲虽有一定的耐折性，但材料之间的强度弱，可以轻易被撕裂，或者因为所粘附部件的位移而发生破损现象，或表层物质脱落等。如何有效地保持石墨膜的高散热性，同时增强其耐弯曲性能，能够抵抗更大的外力作用，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种制备工艺简单，既保持石墨膜的高散热性、增强其耐弯曲性能，又能够抵抗更大外力作用的。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种，其特征是采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，来达到所需的高导热石墨膜，其工艺过程如下 a.选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，聚酰亚胺薄膜与石墨纸切割成规定尺寸，将切割成规定尺寸的聚酰亚胺薄膜层层叠放成确定的高度，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，使聚酰亚胺薄膜与石墨纸构成交叉层叠状；在此，石墨纸的高导热能使薄膜在碳化过程中受热均匀，叠层高度可根据碳化炉的高度而定； b.将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中进行碳化，碳化时在碳化炉中充入氮气或氩气，使聚酰亚胺薄膜在氮气或氩气环境中碳化，其中碳化时间从室温升到1000°C -1400°c，时间控制在I小时-6小时以内；在惰性体的环境下，在碳化过程中要不断充入氮气或氩气以排出氧或氢气等； c.碳化后进行石墨化，石墨化也是在氮气或氩气环境中进行，在该环境中将碳分子重新排列成石墨结构，温度控制在2500°C到3000°C左右，控制在12小时以内。所述的聚酰亚胺薄膜厚度在25微米-125微米；所述的石墨纸厚度在O. 2毫米_3毫米。石墨化的温度控制在2600°C -2800°c，时间控制在I小时_6小时，石墨化环境采 用氩气环境。但也可用价格低的氮气，石墨化过程中其环境中已没有氢、氧成份，经石墨化后，膜可以经受多次折弯不破裂。在对聚酰亚胺薄膜碳化前先在聚酰亚胺薄膜上喷涂铁盐溶液，再进行与石墨纸的交叉叠层。所述的铁盐溶液可以是氯化铁、硝酸铁和硫化铁配成混合铁盐，重量份的比例为氯化铁30份-40份，硝酸铁40份-50份，硫化铁10份-20份；混合铁盐溶于甲醇溶液，其中重量比分别为混合铁盐5份至10份，甲醇溶液95份至90份；由此配成铁盐溶液。经过喷涂铁盐溶液的聚酰亚胺薄膜石墨化后由于在高温下氯、氮、氧、硫都气化溢出，留下铁还在石墨化后的石墨之间，由此更容易使得到的高导热石墨膜层层分离。本专利技术提供的，制备工艺简单，既能保证石墨膜的高散热性，增强其耐弯曲性能，让电子设备产品可以实现小型化、薄型化以及轻型化，并可广泛应用在较小间隙且非绝缘环境中，在一定程度上满足了消费者对电子产品又薄又轻的需求，同时也可以为客户节省更多的运输成本。本专利技术提供的石墨膜能广泛应用于电子设备、精密设备等的导热薄膜及散热器材料，是一种具有良好的耐弯曲性、热扩散性优良的石墨膜。并且大小尺寸可以做到350mm*350mm,甚至更大。本专利技术提供的导热石墨膜性能指标如下 1)厚薄度范围从O.0125mm到O. 075mm 2)导热系数平面向彡1450±200W/mK :垂直向5 ±0. 5ff/mK3)密度g/cm3 1. 8-2. O具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1 : 本实施例，采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，来达到所需的高导热石墨膜，其工艺过程如下 a、选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，聚酰亚胺薄膜与石墨纸切割成规定尺寸，将切割成规定尺寸的聚酰亚胺薄膜层层叠放成确定的高度，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，使聚酰亚胺薄膜与石墨纸构成交叉层叠状；叠层高度根据碳化炉的高度而定； b、将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中进行碳化，碳化时在碳化炉中充入氮气，使聚酰亚胺薄膜在氮气环境中碳化，其中碳化从室温升到1000°C，1000°C下碳化时间控制6小时； C、碳化后进行石墨化，石墨化在氩气环境中进行，温度控制在2500°C，石墨化时间控制在6小时。所述的聚酰亚胺薄膜厚度为25微米；石墨纸厚度在O. 2毫米。由此得到的高导热石墨 膜，厚度约O. 0125mm ;导热系数平面向彡1450W/mK ;垂直向5 W/mK ;密度g/cm3 1. 8。经I万次折弯不破裂。实施例2: 本实施例描述的，采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，其中聚酰亚胺薄膜厚度为125微米；石墨纸厚度在3毫米。碳化时在碳化炉中充入氩气，使聚酰亚胺薄膜在氩气环境中碳化，碳化温度1400°C，1400 °C下碳化时间控制I小时；石墨化在氮气环境中进行，温度控制在3000°C，石墨化时间控制在3小时。由此得到的高导热石墨膜，厚度约O. 075mm ;导热系数平面向彡1650W/mK :垂直向5. 5 W/mK密度g/cm3 :2. O。经I万次折弯不破裂。实施例3: 本实施例描述的，采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，其中聚酰亚胺薄膜厚度为50微米；石墨纸厚度在I毫米。碳化时在碳化炉中充入氮气，使聚酰亚胺薄膜在氮气环境中碳化，碳化温度1200°C，1200°C下碳化时间控制3小时；石墨化在氩气环境中进行，温度控制在2800°C，石墨化时间控制在5小时。由此得到的高导热石墨膜，厚度约O. 03_ ;导热系数平面向彡1600W/mK :垂直向5.3 W/mK密度g/cm3 :1. 95。经I万次折弯不破裂。实施例4 本实施例描述的，采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，其中聚酰亚胺薄膜厚度为80微米；石墨纸厚度在I毫米。碳化时在碳化炉中充入氮气，使聚酰亚胺薄膜在氮气环境中碳化，碳化温度1300°C，1300°C下碳化时间控制4小时；石墨化在氩气环境中进行，温度控制在2700°C，石墨化时间控制在4小时。本实施例是在对聚酰亚胺薄膜碳化前先在聚酰亚胺薄膜上喷涂铁盐溶液，再进行与石墨纸的交叉叠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高导热石墨膜的制造方法，其特征是：采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，来达到所需的高导热石墨膜，其工艺过程如下：选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，聚酰亚胺薄膜与石墨纸切割成规定尺寸，将切割成规定尺寸的聚酰亚胺薄膜层层叠放成确定的高度，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，使聚酰亚胺薄膜与石墨纸构成交叉层叠状；?将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中进行碳化，碳化时在碳化炉中充入氮气或氩气，使聚酰亚胺薄膜在氮气或氩气环境中碳化，其中碳化时间从室温升到1000℃?1400℃，时间控制在1小时?6小时以内；?碳化后进行石墨化，石墨化也是在氮气或氩气环境中进行，温度控制在2500℃到3000℃左右，控制在12小时以内。
【技术特征摘要】
1.一种高导热石墨膜的制造方法，其特征是采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，来达到所需的高导热石墨膜，其工艺过程如下选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，聚酰亚胺薄膜与石墨纸切割成规定尺寸，将切割成规定尺寸的聚酰亚胺薄膜层层叠放成确定的高度，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸， 使聚酰亚胺薄膜与石墨纸构成交叉层叠状；将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中进行碳化，碳化时在碳化炉中充入氮气或氩气，使聚酰亚胺薄膜在氮气或氩气环境中碳化，其中碳化时间从室温升到 IOOO0C -1400°c，时间控制在I小时-6小时以内；碳化后进行石墨化，石墨化也是在氮气或氩气环境中进行，温度控制在2500°C到 3000°C左右，控制在12小时以内。2.根据权利要求1所述的高导热石墨膜的制造方法，其特征是所述的聚酰亚胺薄膜厚度在25微米-125微米；所述的石墨纸厚度在O. 2毫米-3毫米。3.根据权利要求1或2所述的高导热石墨膜的制造方法，其特征是石墨化的温度控制在2600°C -2800°C，时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：岑建军，
申请(专利权)人：宁波今山新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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