[发明专利]一种金刚石导热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高热导性能的金刚石-金属复合材料，其特征在于，所述的复合材料包括金属基体以及分布于所述基体内部和/或表面的金刚石颗粒，其中至少部分或全部所述金刚石颗粒通过纳米晶须结合于所述金属基体。

2.如权利要求1所述的金刚石-金属复合材料，其特征在于，所述的纳米晶须为硼纳米晶须或氮化硼纳米晶须。

3.如权利要求1所述的金刚石-金属复合材料，其特征在于，所述的高导热性能的金刚石-金属复合材料具有如下一种或多种特征：

(a)密度为6-8.5g/cm³；和/或

(b)导热率≥400W/m·K；和/或

(c)热膨胀系数≤15μm/m·K。

4.如权利要求1所述的金刚石-金属复合材料，其特征在于，

所述的纳米晶须具有如下特征：(i)直径为1-5000nm；和/或(ii)长度为0.1–300μm；和/或(iii)在金刚石颗粒表面的密度为1–10000个/μm²；和/或

所述的金刚石颗粒的粒径为0.1-1000μm。

5.如权利要求1所述的金刚石-金属复合材料，其特征在于，所述的金属基体包括：铜、铝、银、或它们的合金。

6.一种金刚石-金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)在金刚石颗粒表面原位生长纳米晶须，从而形成金刚石－纳米晶须复合体；以及

(2)将步骤(1)的金刚石－纳米晶须复合体与金属基体进行烧结处理，从而形成权利要求1所述的金刚石-金属复合材料。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，

所述的金属基体包括：铜、铝、银、或它们的合金；和/或

所述的纳米晶须为硼纳米晶须或氮化硼纳米晶须。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，按金刚石－纳米晶须复合体与金属基体的总重量计算，金属基体的质量分数为10–90%。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤(1)包括步骤：

(1.1)提供包含金刚石颗粒、硼原料和金属催化剂的混合物；

(1.2)在真空中、或在氢气、氩气、或其组合气体的还原性气氛或惰性气氛中，将步骤(1.1)的混合物进行加热反应，从而形成金刚石－硼纳米晶须复合体；以及

任选地(1.3)将步骤(1.2)获得的金刚石－硼纳米晶须复合体在氮气或氨气中进行加热反应，从而形成金刚石－氮化硼纳米晶须复合体；

或所述步骤(1)包括步骤：

(1-1)提供包含金刚石颗粒、硼原料和金属催化剂的混合物；和

(1-2)在氮气或氨气中，将步骤(1-1)的混合物进行加热反应，从而形成金刚石－氮化硼纳米晶须复合体。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)为：在800–1150℃下,在10–150MPa下，将步骤(1)的金刚石－纳米晶须复合体与金属基体进行烧结处理，从而形成金刚石-金属复合材料。

11.一种制品，其特征在于，包含权利要求1所述的金刚石-金属复合材料。

12.如权利要求1所述的金刚石-金属复合材料的用途，其特征在于，用于机械制品、复合材料或电子元器件。