[发明专利]高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片及其制备方法

权利要求书

1.高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)配制铜粉分散液：将铜粉分散在去离子水中；

2)配制石墨烯分散液：将石墨烯粉末分散在去离子水中；

3)铜粉分散液与石墨烯分散液混合；

4)冷冻干燥得到纳米混合粉末；

5)将混合粉末热处理；

6)热压烧结：将步骤5)得到的混合粉末放入石墨模具中热压烧结，即得到石墨烯/铜粉复合材料散热片；

所述步骤具体为：

1)配制铜粉分散液：将粒径为1-3微米的球状铜颗粒散在去离子水中，在频率为10k Hz～100k Hz下，进行超声处理30min～60min，得到铜粉分散液；

2)配制石墨烯分散液：将二维尺寸在5～10微米的少层石墨烯粉末分散在去离子水中，在频率为10k Hz～100k Hz下，进行超声处理30min～60min，使其形成均匀的溶液，得到石墨烯分散液；

3)铜粉分散液与石墨烯分散液混合：将铜粉分散液和石墨烯分散液混合，在频率为10kHz～100k Hz下，水浴超声5-10min，然后在200W的功率下超声30min，得到石墨烯/铜粉混合分散液；

4)冷冻干燥：将步骤3)所得混合分散液速冻，形成铜、石墨烯和冰的混合物，将混合物放入冻干机在-100℃下干燥24h～48h，得到混合粉末；

5)混合粉末热处理：将上述制备的混合粉末在450℃～500℃下保温2h，再将粉末放入氢气还原炉中在400℃下进行还原2h，得到混合粉末；

6)热压烧结：将步骤5)得到的混合粉末放入模具中，在真空条件下热压烧结，即得到高导热刚性石墨烯/铜粉纳米复合材料散热片；

步骤3)中所述的混合分散液中石墨烯与铜粉的质量比为1:0.1～1:0.7；先进行上述步骤1)后进行上述步骤2)，或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1)。

2.根据权利要求1所述的高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的石墨烯粉末是通过液相剥离法制备的，所述的石墨烯分散液中石墨烯的浓度为0.1mg/mL～5mg/mL。

3.根据权利要求1-2任一所述的高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的铜粉分散液中，铜粉浓度为1mg/mL～20mg/mL。

4.根据权利要求1所述的高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在于：步骤4)中所述冷冻干燥用的液氮速冷技术。

5.根据权利要求1所述的高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在：步骤6)中所述的热压烧结条件是真空环境下，温度1000℃下加压20MPa～60MPa，保温5min～120min，继续升温至1200℃下，保温30min～120min。

6.一种按照权利要求1-5任一所述方法制备的高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片。