[发明专利]一种石墨烯散热片的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯散热片的制备方法，包括：将氧化石墨加入到去离子水中，再加入分散剂，经搅拌、振荡或超声，制备得到水性氧化石墨烯溶液；将所述水性氧化石墨烯溶液涂布在基板上，并使其干燥，得到氧化石墨烯膜，将所述氧化石墨烯膜从所述基板上剥离下来；采用激光照射剥离下来的氧化石墨烯膜，使得氧化石墨烯还原，得到石墨烯膜；将所述石墨烯膜置于炭化炉中，进行炭化处理；将炭化处理后的石墨烯膜进行辊压，制得石墨烯散热片。本发明通过使用激光还原氧化石墨烯并对其进行炭化，可以制得具有优异散热性能的石墨烯散热片，工艺易于控制，且纯度高。

技术领域

本发明涉及电子产品散热材料的技术领域，具体涉及一种高导热石墨烯散热片的制备方法。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，电子器件的微型化、芯片主频不断提高，功能日益增强，单个芯片的功耗逐渐增大，这些都导致热流密度急剧增高。例如，当前的手机、电脑等电子产品已经成为人们生活的必需品。随着硬件的不断升级，其所执行任务的计算更加复杂繁琐，CPU、GPU等核心部件将会面临热量的困扰，芯片的主频提高，功率增大产生大量热量，如果热量不能及时散去，会造成频率的降低，同时热源部位热感变得更强。实际使用过程中，电子元器件和电池都会产生大量的热量。而研究表明，超过55％的电子设备的失效形式是由温度过高引起的，为了不影响正常运行，良好的散热系统尤为重要，因此电子元器件的散热问题在电子元器件的发展中有举足轻重的作用。如何把上述热量及时散出去，保证电子元器件和电池正常工作，是一个好的散热方案设计时必须要考虑的。

目前市场部分产品通过金属类材料进行导热散热，尤其是铜和铝，虽然铜的导热系数为398W/m·K，但是重量大，易氧化等限制了其的应用，而铝的导热系数为237W/m·K，很难满足现有产品对导热散热的需求。

目前已经使用的天然石墨材料和人工合成的石墨材料制成的散热膜对电子产品的散热有了一定的改善。在电子产品的散热方案中采用石墨散热膜的情况中，石墨散热膜的导热系数仅能达到约1500W/m·K，并不能满足部分高散热产品的需求。因此研发一款高散热的散热膜势在必行。

石墨烯(Graphenes)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的二维碳纳米材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的统称。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；具有优异的热传导性能，其中无缺陷的单层石墨烯的导热系数高于碳纳米管和金刚石，是目前为止导热系数最高的碳材料，但其制备困难、成本高。

因而，需要开发新的具有高导热性的散热片材料、尤其是制备所述材料的易于控制且纯度高的方法来满足市场对于电子元器件和电池等的散热问题的需求，解决现有技术的不足。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明通过使用激光还原氧化石墨烯并对其进行炭化处理，提供一种石墨烯散热片的制备方法。通过本发明的方法可以制得具有优异散热性能的石墨烯散热片，工艺易于控制，且产品纯度高，其中制得的石墨烯散热片的导热系数可高达2103W/m·K。

本发明采用如下的技术方案：

一种石墨烯散热片的制备方法，其中，其包括以下步骤：

将氧化石墨加入到去离子水中，再加入分散剂，经搅拌、振荡或超声，制备得到水性氧化石墨烯溶液；

将所述水性氧化石墨烯溶液涂布在基板上，并使其干燥，得到氧化石墨烯膜，将所述氧化石墨烯膜从所述基板上剥离下来；

采用激光照射剥离下来的氧化石墨烯膜，使得氧化石墨烯还原，得到石墨烯膜；

将所述石墨烯膜置于炭化炉中，进行炭化处理；

将炭化处理后的石墨烯膜进行辊压，制得石墨烯散热片。

优选地，所述氧化石墨烯的片径D50为20～100μm，优选为50～80μm。