[发明专利]具有石墨膜和石墨烯复合结构的散热材料及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于散热材料技术领域，但不局限于散热方面的应用。

背景技术

电子产品、机械、电力、通信、化工等诸多领域，在产品加工、生产的过程中，以及使用过程中，都会产生数量不同的热量。而且，所产生的热量如果不能得到有效散发的话，则会对产品的加工及使用，均有可能造成影响。

目前，各种各样的散热材料已经广泛使用。不同类型的散热材料，会具有不同的性能，比如说，金属材料的导热性能良好，特别是其中的一部分金属材料，如铜、铝、银等，其导热性尤其良好。利用这些金属制成的散热器，比如铜质的散热器、铝质的散热器，得到普遍应用。

下面列举一下常用的一些散热材料的热导率性能：

铝：237W/m·K；

铜：401W/m·K；

银：420W/m·K；

金：318W/m·K。

随着高散热性能的人造石墨膜材料的出现，其散热能力有了大幅度的提高，目前可达：1500～2200W/m·K。而目前作为研究热点的石墨烯材料，则具有更加强大的散热能力，其热导率最高可达5000W/m·K。如此高散热率的膜材料，为各种的产品中的散热器材，提供了新的选择。

在目前可以制作的片状材料中，石墨烯的厚度最薄，还具有极高的强度和导热率。

而现有高导热石墨膜也有不足之处，在于高导热石墨膜虽有一定的耐折性，但材料之间的强度弱，可以轻易被撕裂，或者因为所粘附部件的位移而发生破损现象，或表层物质脱落等。

如何有效地保持石墨膜的高散热性，同时使其能够抵抗更大的外力作用，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有石墨膜和石墨烯复合结构的散热材料及其实现方法，以提供一种石墨膜和石墨烯两者相结合的散热材料，应用于散热领域但不局限于散热方面的应用。

本发明所述的一种具有石墨膜和石墨烯复合结构的散热材料，它包括：

第一石墨烯层，它是设置在该散热材料其中一个端面上，由石墨烯所组成的物理层；

第二石墨烯层，它是与上述的第一石墨烯层相对应，设置在该散热材料另一个端面上，由石墨烯所组成的物理层；

石墨膜层，它是以夹层的形式设置在上述第一石墨烯层和第二石墨烯层之间，由石墨膜所组成的物理层。

进一步，所述的第一石墨烯层或第二石墨烯层，包括有四个单层及其以上。

进一步，所述的第一石墨烯层或第二石墨烯层，其厚度在1000纳米之内。

进一步，所述的石墨膜层，厚度在1微米以上。

进一步，所述的石墨膜层，其厚度在5微米到5毫米之间。

进一步，所述的石墨膜层，其厚度优选为10微米到100微米之间。

进一步，所述的散热材料的结构形式为，石墨烯层-石墨膜层-【(石墨烯层-石墨膜层)×N】-石墨烯层，N为大于或等于1的整数。

进一步，在所述的第一石墨烯层和第二石墨烯层之间，还设置有石墨烯层和/或金属层。

进一步，所述的散热材料的结构形式为，石墨烯层-石墨膜层-【(金属层-石墨膜层)×N】-石墨烯层，其中N为大于或等于1的整数。

进一步，所述的散热材料的结构形式为，石墨烯层-【(石墨膜层-金属层)×N】-石墨烯层，其中N为大于或等于1的整数。

进一步，在石墨烯层和相邻的石墨膜层之间设置有将二者连接在一起的胶粘剂。

进一步，所述的胶粘剂在石墨烯层和/或石墨膜层上的设置结构为薄层形式的面结构，点阵列结构、线条阵列结构三者其一。

进一步，所述的胶粘剂为有机胶粘剂。

进一步，所述的胶粘剂为金属材料。

进一步，所采用的薄层形式的金属材质的面结构，厚度在10微米之内。

进一步，所述的金属材料为铝、铜、锡、银、金其中之一。

进一步，石墨烯层和石墨膜层的尺寸一样，或者石墨烯层的尺寸大于石墨膜层的尺寸。

进一步，石墨烯层的尺寸大于石墨膜层的尺寸，将组成石墨膜层的石墨膜材料设置在组成石墨烯层的石墨烯材料的夹层中，其各边到石墨烯材料的距离相等。

进一步，将石墨膜材料外围的石墨烯材料之间进行固定，形成相对于内侧的石墨膜材料封闭，具有“饺子”形式的结构。

本发明还提供一种具有石墨膜和石墨烯复合结构的散热材料的实现方法，在采用金属材料进行粘合时，具有如下步骤：

步骤S110，在石墨膜层及相邻的石墨烯层的夹层之间，设置固态金属材料层；