[发明专利]热界面材料中石墨纳米纤维的定向排列

说明书

技术领域

本发明总体涉及热界面材料，和更具体地，涉及使石墨纳米纤维定向排列(align)以增强热界面材料性能的方法和系统。

背景技术

热界面材料典型地由高度负载了导热填料的有机基体组成。导热性主要由无规且均匀地分布于整个有机基体中的填料的性质驱使。常使用的填料表现出各向同性的导热性，并且利用这些填料的热界面材料必须是高度负载的以实现期望的导热性。不幸的是，这些负载水平使基础基体材料的性能(如流动、内聚、界面粘附等)退化。

因此，热界面材料配方设计师必须平衡基体性能与导热性，其净结果是具有不太理想的导热性的材料。期望的是配制具有尽可能高的导热性且不牺牲其它物理性能的热界面材料。

发明内容

本发明的实施方案提供使石墨纳米纤维定向排列以增强热界面材料性能的方法和系统。

示例性实施方案包括使石墨纳米纤维定向排列以增强热界面材料性能的方法。本发明的示例性实施方案提供使热界面材料中的石墨纳米纤维定向排列以增强热界面材料性能的方法和系统。所述方法包括制备人字形(herringbone)构形(配置，configuration)的石墨纳米纤维，和将人字形构形的石墨纳米纤维分散至热界面材料中。所述方法进一步包括施加足够强度的磁场，以使热界面材料中的石墨纳米纤维定向排列。

另一个示例性实施方案包括使石墨纳米纤维定向排列以增强热界面材料性能的系统。就系统结构(architecture)简言之，该系统的一个实施方案尤其是如下实施的。所述系统包括以人字形构形配置的石墨纳米纤维，和将人字形构形的石墨纳米纤维分散至热界面材料中的装置。所述系统进一步包括施加足够强度的磁场，以使热界面材料中的石墨纳米纤维定向排列的装置。

本发明的这些和其它方面、特征以及优点，通过参考本文中的附图和详细描述将得以理解，并且通过所附权利要求中特别指出的各种要素及组合将得以实现。应理解前述的总体描述以及下面的附图说明和发明详述均是对本发明优选实施方案的示例和解释，而不是对要求保护的发明的限制。

附图说明

现在将参考附图仅示例性地描述发明的实施方案。

图1A是说明热界面材料中利用的金属核石墨纳米纤维的例子的框图。

图1B是说明热界面材料中利用的金属核人字形石墨纳米纤维的例子的框图。

图2A是说明其中石墨纳米纤维无规地分散在热界面材料中的热界面材料的例子的框图。

图2B是说明热界面材料的例子的框图，其中在该热界面材料中，石墨纳米纤维通过磁场定向排列，以使传导轴(conductive axis)以期望的方向取向(orient)。

图2C是说明在两个物体之间的具有通过磁场定向排列的石墨纳米纤维的热界面材料的例子的框图。

图3是说明使分散在热界面材料中的金属核石墨纳米纤维定向排列的本发明的定向排列系统的操作的例子的流程图。

图4A是说明无规分散的金属种子颗粒的例子的框图。

图4B是说明用于生成定向排列的金属核石墨纳米纤维的预定向排列的(pre-aligned)金属种子颗粒的例子的框图。

图4C是说明沉积在预定向排列的金属种子颗粒上以生成金属核石墨纳米纤维的石墨片(graphite platelet)的例子的框图。

图5是说明使金属种子的磁极预定向排列的本发明的预定向排列系统的操作的例子的流程图，所述金属种子生成分散在热界面材料中的金属核石墨纳米纤维。

具体实施方式

通过结合附图参考以下本发明的详细描述，可更容易地理解本发明，所述附图构成本公开的一部分。应理解本发明不限于本文中描述和/或显示的特定装置、方法、条件或参数，并且本文中使用的术语仅出于示例性地描述具体实施方案的目的，且不意图限制所要求保护的发明。

以下详细描述本发明的一个或多个示例性实施方案。公开的实施方案意图仅为说明性的，因为其中的大量改型和变化对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

公知的是，将某些类型的碳纳米纤维掺入热界面材料中可赋予这样的材料导热性。碳纳米纤维可通过各种熟知的技术分散在热界面材料中。这些技术包括但不限于形成掺和物(admixture)的熔融、捏合和分散混合器，所述掺和物可随后成型以形成导热制品。