[发明专利]一种纳米碳铝复合导热材料及其在制备高功率LED光源散热器中的应用

说明书

本发明公开了一种纳米碳铝复合导热材料及其在制备高功率LED光源散热器中的应用。所述的纳米碳铝复合导热材料，其包含如下重量份的原料：铝70～100份；硅1～3份；铁0.5～2份；锌0.1～1份；锶0.1‑1份；铜0.01～0.1份；碳纳米管0.1～1份；钛酸铋或改性钛酸铋15～30份。由于本发明所述的纳米碳铝复合导热材料具有较低的热膨胀系数以及较高的导热率，因此，将其应用于制备高功率LED光源散热器，可以提高高功率LED光源散热器的散热效率以及减少高功率LED光源散热器在温差较大的环境下使用发生变形的情况。

技术领域

本发明涉及铝合金制备技术领域，具体涉及一种纳米碳铝复合导热材料及其在制备高功率LED光源散热器中的应用。

背景技术

铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素制备而成的合金；其具有高强度、导电、导热性能以及良好的铸造性能，因而在航天、航空、交通运输、建筑、机电等领域有着广泛的应用。

中国发明专利201611038514.1公开了一种导热铝合金及其应用，所述合金元素包括：5.0-11.0重量％的Si，0.4-1.0重量％的Fe，0.2-1.0重量％的Mg，小于0.1重量％的Zn，小于0.1重量％的Mn，小于0.1重量％的Sr和小于0.1重量％的Cu。所述的导热铝合金的抗拉强度不低于250MPa，屈服强度不低于150MPa，延伸率不低于3.5％，导热系数不低于150W/(m·K)。

中国发明专利201811532160.5公开了一种高导热率铝合金，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：Al为80～90％，Si为6.5～8.5％，Fe为0.2～0.5％，Zn为0.8～3％，V为0.03～0.05％，Sr为0.01～1％，石墨烯为0.02～0.08％。本发明的高导热率铝合金优化Si、Fe、Zn等合金元素，添加Sr、V、石墨烯等元素，控制各组分的含量，相互协调配合，得到具有高导热率、良好的铸造性能以及优良的半固态压铸性能。所述的高导热率铝合金中加入石墨烯，将石墨烯良好的热传导性应用到铝合金以获高导热率铝合金。

由此可见，现有技术通过将各种金属以及碳材料与铝进行复合，得到了具有高导热率的铝合金复合材料。

现有的铝合金复合材料其热膨胀系数大，容易受温度影响而发生变形；尤其是将其应用在温差较大的环境下，其更容易产生变形。因此，提供急需开发一种热膨胀系数小以及导热率较高的铝合金管复合材料。

发明内容

为了克服现有导热铝合金热膨胀系数大，容易受温度影响而发生变形的技术问题，本发明提供一种纳米碳铝复合导热材料；所述的纳米碳铝复合导热材料与现有的导热铝合金相比，具有较小的热膨胀系数。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种纳米碳铝复合导热材料，其包含如下重量份的原料：

铝 70～100份；硅 1～3份；铁 0.5～2份；锌 0.1～1份；锶 0.1-1份；铜 0.01～0.1份；碳纳米管 0.1～1份；钛酸铋或改性钛酸铋 15～30份。

在以铝、硅、铁、锌、锶以及铜为原料，制备纳米碳铝复合导热材料时，通过加入钛酸铋可以减小纳米碳复合导热材料的热膨胀系数，尤其是加入按本发明所述方法制备得到的改性钛酸铋，可以大幅减小纳米碳复合导热材料的热膨胀系数。

随着钛酸铋或改性钛酸铋的加入，纳米碳铝复合导热材料的导热性能有所降低，为了使得钛酸铋或改性钛酸铋对纳米碳铝复合导热材料的导热性能不产生影响，发明人经大量的实验表明，在加入钛酸铋或改性钛酸铋的同时，加入碳纳米管，可以有效的解决了随着钛酸铋或改性钛酸铋的加入纳米碳铝复合导热材料的导热性能降低的技术问题。

优选地，所述的纳米碳铝复合导热材料，其包含如下重量份的原料：