[发明专利]一种石墨烯散热复合材料的制备方法

说明书

一种石墨烯散热复合材料的制备方法，它属于石墨烯产品应用领域。本发明要解决现有石墨烯散热材料中材料复合在石墨烯表层分布不均匀，且无法在石墨烯材料中形成有效插层而导致的散热性能不理想的问题。制备方法：一、制备复合浆料；二、高温高压反应；三、过冷处理、冷冻干燥及压片成型；四、加热加压烧结。本发明用于石墨烯散热复合材料的制备。

技术领域

本发明属于石墨烯产品应用领域。

背景技术

目前大多数仪器、精密电子设备所采用的散热材料通常是具有高导热能力的材料，然而，随着科学技术的不断发展进步，现代各行各业对于仪器的导热散热要求越来越高，对导热材料的刚度、韧度的要求也越来越高，传统的散热材料已不能满足现代设备所需求的性能条件。石墨烯是目前已知材料中导热系数最高的，单层石墨烯在室温下的导热系数可达到5300W·m^-1·K^-1。石墨烯凭借其超强、超薄及优异的导热性从众多导热材料中脱颖而出。然而现有的石墨烯复合散热材料多数都是先将石墨烯压片，再将材料复合到石墨烯片之间，材料存在于石墨烯表面。这样制造出来的石墨烯复合材料容易出现材料在石墨烯表层分布不均匀，且无法在石墨烯材料中形成有效插层而导致的散热性能不理想。

发明内容

本发明要解决现有石墨烯散热材料中材料复合在石墨烯表层分布不均匀，且无法在石墨烯材料中形成有效插层而导致的散热性能不理想的问题，而提供一种石墨烯散热复合材料的制备方法。

一种石墨烯散热复合材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、将石墨粉与纳米SiO₂混合，然后加入到无水乙醇溶液中，采用高速分散机进行分散混合，得到复合浆料；

所述的石墨粉为天然石墨粉或膨胀石墨粉；

二、将复合浆料放入反应釜中，在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为150℃～400℃及压力为40MPa～55MPa的条件下，保温0.5h～2h，保温后开始泄压，直至压力为5MPa～30MPa时停止泄压，关闭压力阀门，得到高温高压反应的复合材料；

三、取出高温高压反应的复合材料，然后进行过冷处理和冷冻干燥，最后压片成型，得到成型后的复合材料；

四、将成型后的复合材料放入热压烧结炉中进行加热加压烧结，得到石墨烯散热复合材料。

本发明的有益效果是：

本发明的方法可以生成碳化硅或氧化硅长条或晶须，在石墨烯片层与片层之间甚至在石墨烯片层内部形成桥连，既能发挥石墨烯片层高导热的效果，同时提高了石墨烯片层间导热效果，提高热通量。

一、将纳米SiO₂直接加入天然石墨粉或膨胀石墨粉中混合，从浆料制备开始就做好了混合的工作，通过高速剪切分散，可使部分纳米SiO₂在石墨烯片层上形成牢固接触点，在高温高压反应过程中石墨烯片层间隙变大，使部分纳米SiO₂在石墨烯片层间形成牢固接触点。提高了纳米SiO₂的插层率，待压片后能够达到更好的插层效果；

二、对比先压制石墨烯片再刷涂复合材料的散热材料的技术，本发明采用将材料插入石墨烯片层的技术，从而获得更加优秀的导热散热性能，热扩散系数可达2700mm²/s。

本发明用于一种石墨烯散热复合材料的制备方法。

附图说明

图1为实施例一制备的石墨烯散热复合材料放大4千倍的扫描电镜图；

图2为实施例一制备的石墨烯散热复合材料放大4万倍的扫描电镜图；

图3为实施例一制备的石墨烯散热复合材料的热扩散系数图；