[发明专利]一种基于石墨烯的热控装置及方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：包括过渡层、连接层、导热带；

外部的热源与所述过渡层连接，过渡层与所述连接层连接，连接层与所述导热带的一端连接，导热带的另一端与外部热沉连接；所述导热带由石墨烯材料制成；所述过渡层由泡沫金属材料制成；所述连接层由金属合金材料制成；

所述过渡层的热导率为60W/(m*K)～80W/(m*K)；所述连接层的热导率为90W/(m*K)～160W/(m*K)；所述导热带的热导率为600W/(m*K)～1600W/(m*K)；

外部热源的发热功率w与导热带的结构尺寸关系为：

当w≤20W且w/S≤2000W/m²时，则导热带面积S_d＝K*w*S+2*10^-3，S_d的单位为m²，导热带厚度h_b＝2w/S*10^-8；K为第一系数，K的取值范围为0.25～0.35；S为热源底部面积；

当w＞20W且w/S≤3000W/m²时，则导热带面积S_d＝S+1*10^-3，S_d的单位为m²，导热带厚度h_b的取值范围为2*10^-2～4*10^-2。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：所述过渡层为蜂窝状或多孔状结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：还包括扩热板，所述导热带与连接层连接的一端与外部机壳连接；机壳与扩热板连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：所述扩热板由石墨烯材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：所述导热带和连接层的表面均设有金属层。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：所述外部的热源通过金属钎料或胶与所述过渡层连接；所述过渡层通过金属钎料或胶与所述连接层连接；所述连接层通过金属钎料或胶与所述导热带的一端连接；所述导热带的另一端与外部热沉采用钎焊连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于石墨烯的热控装置，其特征在于：所述金属钎料为纳米银钎料。

8.一种基于石墨烯的热控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、将热源与过渡层连接；

步骤二、过渡层与连接层连接，连接层与导热带的一端连接，导热带的另一端与热沉连接；导热带由石墨烯材料制成；所述过渡层由泡沫金属材料制成；所述连接层由金属合金材料制成；

所述过渡层的热导率为60W/(m*K)～80W/(m*K)；所述连接层的热导率为90W/(m*K)～160W/(m*K)；所述导热带的热导率为600W/(m*K)～1600W/(m*K)；

所述热源的发热功率w与导热带的结构尺寸关系为：

当w≤20W且w/S≤2000W/m²时，则导热带面积S_d＝K*w*S+2*10^-3，S_d的单位为m²，导热带厚度h_b＝2w/S*10^-8；K为第一系数，K的取值范围为0.25～0.35；S为热源底部面积；

当w＞20W且w/S≤3000W/m²时，则导热带面积S_d＝S+1*10^-3，S_d的单位为m²，导热带厚度h_b的取值范围为2*10^-2～4*10^-2。

9.根据权利要求8所述的一种基于石墨烯的热控方法，其特征在于：所述导热带与连接层连接的一端与外部机壳连接；机壳与扩热板连接；所述扩热板由石墨烯材料制成。