[发明专利]一种石墨铝基复合材料及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种石墨铝基复合材料的制备方法，所述方法包括：对石墨膜进行构型，得到构型参数；基于构型参数对所述石墨膜进行穿孔处理，得到与所述构型参数匹配的具有穿孔结构的石墨膜；将与所述构型参数匹配的具有穿孔结构的石墨膜与铝基体混合后进行烧结处理，使铝基体能够至少贯穿所述穿孔结构，得到石墨铝基复合材料。本发明实施例还公开了一种石墨铝基复合材料。

技术领域

本发明涉及金属基复合材料及其制备技术领域，尤其涉及一种石墨铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子工业的不断发展，电子器件不断向小型化、集成化、高功率化和轻量化方向发展，这使得其热密度不断增加，散热空间不断减小，散热成为该领域的核心问题。因此，迫切需要发展具有高导热、低热膨胀系数、轻质的热管理材料。而金属基复合材料是能集高导热、低热膨胀、低密度等优异性能于一身的热管理材料，比如，石墨/金属复合材料，由于具有超高热导率、低热膨胀、轻质和良好的加工性能，是一种极具竞争力和发展前景的热管理材料。

所述石墨/金属复合材料具有严重的各向异性，比如，石墨膜/铝层状复合材料的面内热导率可高达380-940W/mK，而厚度方向的热导率却很低，仅29-7W/mK)。也就是说，这种材料是理想的二维散热材料，它能够使得热量沿着二维方向快速扩散，实现均热和散热的目的。但是，很多热管理场合需要材料不仅在面内方向具有高导热性能，厚度方向也应具有较高的热导率。因此，如何使石墨/金属复合材料不仅在面内方向具有高导热性能，而且还能在厚度方向也应具有较高的热导率成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了一种石墨铝基复合材料及其制备方法，能至少解决现有技术中存在的上述问题。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供了一种石墨铝基复合材料的制备方法，包括：

对石墨膜进行构型，得到构型参数；

基于构型参数对所述石墨膜进行穿孔处理，得到与所述构型参数匹配的具有穿孔结构的石墨膜；

将与所述构型参数匹配的具有穿孔结构的石墨膜与铝基体混合后进行烧结处理，使铝基体能够至少贯穿所述穿孔结构，得到石墨铝基复合材料。

上述方案中，所述石墨膜为人工合成石墨膜或石墨烯膜；和/或，

所述铝基体为铝或铝合金；和/或，

所述铝基体为以下为形状中的至少一种：箔片状，板状，粉状。

上述方案中，所述构型参数包括以下参数中的至少一种：穿孔尺寸、穿孔率和穿孔的排列方式。

上述方案中，所述穿孔率大于0，小于等于80％；或者，所述穿孔率为1％-40％。

上述方案中，所述穿孔的排列方式为以下方式中的至少一种：长方形排布、多边形排布、面心排布。

上述方案中，穿孔尺寸为200μm-6mm。

上述方案中，所述石墨铝基复合材料中石墨膜的体积含量为11-70％。

上述方案中，所述烧结处理，包括：

在温度为645-660℃，和/或，压力为20-45MPa，和/或，烧结时间为60-100min的条件下进行烧结处理。

上述方案中，所述将与所述构型参数匹配的具有穿孔结构的石墨膜与铝基体混合后进行烧结处理之前，所述方法还包括：

利用丙酮对具有穿孔结构的石墨膜进行清洗。

本发明实施例第二方面提供了一种石墨铝基复合材料，所述石墨铝基复合材料为以上任一方法所制备得到的石墨铝基复合材料。