[发明专利]一种复合陶瓷散热材料及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷散热材料领域，尤其涉及到一种复合陶瓷散热材料及制造方法。

背景技术

目前，金属材料制作的散热片一般通过材料良好的热传导性能实现散热，属于主动散热，散热原理如下：

1、金属内部热传导导热；

2、金属表面向空气导热。

基于成本的原因，目前主要采用铜或铝合金来制作散热片，铜、铝对比，铜的导热系数高于铝，但是铜的表面热辐射率比铝低，在自然散热条件下，散热效果两者相当或铜略低于铝，在成本上，铝更经济，因此目前市场使用的LED散热片大部分由合金铝材料制作。由于铜、铝等金属属于导体，并且热膨胀系统数较高，使用起来，存在一定的安全风险。

目前陶瓷材料散热主要是一种以氧化铝为主材的陶瓷散热片，其散热方式属于被动散热，主要散热原理如下：

1、通过内部热传导导热；

2、利用陶瓷表面向空气导热；

3、利用陶瓷烧结形成微孔结构，利于对流散热。

由于氧化铝陶瓷的导热系数远低于铝合金，但其表面向空气热辐射率高于铝合金，综合来看，这类陶瓷散热片的实际散热效果远远不如铝合金散热片，但陶瓷本身是绝缘体，且陶瓷的热膨胀系数较低，不容易因为热胀冷缩产生应力而损坏芯片，氧化铝陶瓷还有一定的市场。

金属材料存在导电和膨胀系数较大问题，虽然金属材料散热片散热效果好，可以将温度控制在70℃以内，热膨胀问题不用考虑，但灯具内部长期在较高的温度下，线路老化或漏电都会导致使用存在危险。

氧化铝等陶瓷散热片存的实际散热效果达不到理想效果，芯片长期在高于70℃的温度下工作，容易老化，影响照明效果和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种具有绝缘性好，耐腐蚀、抗氧化、散热效果更优的复合陶瓷散热材料及制造方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种复合陶瓷散热材料及制造方法，其特征在于：包括以下原料粉的重量百分比的成分：碳化硅80-95％，粘土2-20％，金属氧化物0-10％；塑化剂为原料粉重量的15-20％。

一种复合陶瓷散热材料及制造方法，其特征在于：包括以下原料粉的重量百分比的成分：碳化硅90％，粘土5％，金属氧化物5％；塑化剂为原料粉重量的18％。

所述的金属氧化物可以是以下的一种或多种混合组成：三氧化二铝、氧化镁、氧化钙。

一种复合陶瓷散热材料及制造方法，其特征在于：该制造方法为：(一)、将原料经按配比配方混合后，利用粉化加工设备，将混合原料研磨成微粉化达200目-400目；(二)、利用塑化加工设备，将原料粉与塑化剂按一定比例均匀混合，加热塑化，塑化剂按重量比例为15-20％，塑化温度为60℃-75℃；(三)、利用压铸成型设备和压铸成型模具，将经加注塑化的原料进行压铸、冷却、脱模而制得散热片胚体；(四)、利用烧结成型设备，将散热片胚体脱塑、冷却、再烧结、冷却而制得散热片成品；脱塑温度为1000℃-1100℃，再烧结温度为1300℃-1400℃，冷却温度为常温。

本发明的优点在于：碳化硅材料的导热系数与铝相当，其硬度及表面热辐射率都高于氧化铝陶瓷，所制成的散热片散热效果优于或与铝合金相当；而且碳化硅为半导体，应用于日常照明等低电压设备时，不会漏电，使用时比较安全。

具体实施方式

现详述本发明具体实施方式：

一种复合陶瓷散热材料及制造方法，其特征在于：包括以下原料粉的重量百分比的成分：碳化硅80-95％，粘土2-20％，金属氧化物0-10％；塑化剂为原料粉重量的15-20％。

一种复合陶瓷散热材料及制造方法，其特征在于：包括以下原料粉的重量百分比的成分：碳化硅90％，粘土5％，金属氧化物5％；塑化剂为原料粉重量的18％。

所述的金属氧化物可以是以下的一种或多种混合组成：三氧化二铝、氧化镁、氧化钙。