[发明专利]烧结石墨烯泡沫块增强的石墨烯导热垫片及其制备方法

说明书

本发明提供一种烧结石墨烯泡沫块增强的石墨烯导热垫片的制备方法，包括：制备石墨烯碳化膜；将多片石墨烯碳化膜堆叠，进行烧结，制备高定向石墨烯泡沫块；沿纵向将石墨烯泡沫块进行切片，得到石墨烯导热垫片，所述纵向为多片石墨烯碳化膜的堆叠方向。本发明还提供石墨烯导热垫片。本发明无胶黏剂复合，具有低密度、厚度方向高导热的优点。

技术领域

本发明属于导热垫片技术领域，具体涉及一种烧结石墨烯泡沫块增强的石墨烯导热垫片及其制备方法。

背景技术

石墨烯导热垫片是一种高性能填隙导热材料，可以起到降低界面热阻的作用，相比于传统的填隙导热材料，石墨烯导热垫片具有更高的导热系数，更低的应用热阻等优势。石墨烯导热垫片主要用于高功率的电子设备的界面传热。目前采用石墨烯制备石墨烯导热垫片的方式主要有两种：一是将石墨烯导热膜/泡沫膜通过胶黏剂层层堆叠粘接成块，再沿着纵向切割成导热垫片，使石墨烯导热膜/泡沫膜沿着厚度方向排列，如专利文献WO2019235983A1；二是将石墨烯导热膜/泡沫膜由平面方向通过皱褶的方式变为纵向排列，再涂覆胶黏剂，使之成为整体结构，如专利文献CN110491845A。

上述两种方式制备的石墨烯导热垫片均使用了胶黏剂使得石墨烯片层结合在一起形成了石墨烯/胶黏剂的复合材料，而胶黏剂本身导热率很差，只有不到0.5W/(m·K)的导热系数，严重影响了复合材料的导热性能，使得制备得到的石墨烯/胶黏剂的复合材料的导热系数大都不超过50W/(m·K)，即使处理的非常好的复合材料，导热系数也不超过100W/(m·K)，胶粘剂的引入严重降低了复合材料的导热系数。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种烧结石墨烯泡沫块增强的石墨烯导热垫片的制备方法，包括：

制备石墨烯碳化膜；

将多片石墨烯碳化膜堆叠，进行烧结，制备高定向石墨烯泡沫块；

沿纵向将石墨烯泡沫块进行切片，得到石墨烯导热垫片，所述纵向为多片石墨烯碳化膜的堆叠方向。

可选地，所述制备石墨烯碳化膜的步骤包括：

通过氧化石墨烯膜经高温碳化制备石墨烯碳化膜。

可选地，通过氧化石墨烯膜经高温碳化制备石墨烯碳化膜的步骤包括：

将单张氧化石墨烯膜置于两片导热材料中间作为一组氧化石墨烯膜，将一组或多组氧化石墨烯膜置于高温炉中进行高温碳化，得到单张或多张石墨烯碳化膜。

可选地，所述高温碳化的温度为800～1500℃，高温炉的内部压力≤10Pa，优选地，高温碳化温度为1000℃。

可选地，从室温升温到高温碳化温度的升温速率为0.5～5℃/min，优选地，升温速率为2℃/min。

可选地，所述氧化石墨烯膜为面内定向排列的氧化石墨烯膜，厚度50μm～300μm，优选地，厚度为100μm～200μm。

可选地优选地，所述石墨烯碳化膜厚度为80μm～400μm，优选地，厚度为120～300μm。

可选地，所述制备高定向石墨烯泡沫块的步骤包括：

通过多张石墨烯碳化膜经高温石墨化制备石墨烯泡沫块。

可选地，所述通过多张石墨烯碳化膜经高温石墨化制备石墨烯泡沫块的步骤包括：

将多张石墨烯碳化膜堆叠成块；

将堆叠的块置于两片导热材料中间作为一组石墨烯碳化膜；

在一组或多组石墨烯碳化膜上方放置石墨板增加压力；

将一组或多组石墨烯碳化膜置于高温炉中进行高温石墨化；