[发明专利]含金刚石的复合散热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种含金刚石的复合散热材料，其特征在于：包括具有良好散热性能的金属块体，金属块体上均布有呈竖直方向设置且贯穿金属块体上下的孔柱阵列；孔柱阵列的每个孔柱内均穿插有长条型金刚石，长条型金刚石的顶部超出金属块体的上表面、底部与金属块体的下表面平齐；金属块体的上表面上错开长条型金刚石的部分设置有金属层，金属层的上表面上错开长条型金刚石的部分设置有金刚石膜层，并且长条型金刚石的顶部与金刚石膜层的上表面平齐。

2.根据权利要求1所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：具有良好散热性能的金属块体的材质为Cu、W中的一种或任意比例混合的两种。

3.根据权利要求1所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：长条型金刚石采用多晶金刚石膜或单晶金刚石作为原材料。

4.根据权利要求1所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：长条型金刚石经过金属化处理或未经过金属化处理。

5.根据权利要求1所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：孔柱阵列的每个孔柱的截面形状为圆形、矩形、菱形或其它规则或不规则形状。

6.根据权利要求1所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：金属块体上的每个孔柱内穿插的长条型金刚石的个数为一根或几根。

7.根据权利要求2所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：金属层的材质为与金属块体及金刚石具有较好相容性的材料。

8.根据权利要求7所述的含金刚石的复合散热材料，其特征在于：当金属块体的材质为Cu时，金属层的材质为Ta、Nb或W；当金属块体的材质为W时，金属层的材质为Ta、Nb或Ti；当金属块体的材质为任意比例混合的Cu和W时，金属层的材质为Ta、Nb、W。

9.如权利要求1-8中任一所述的含金刚石的复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）取具有良好散热性能的金属块体，在其上均布呈竖直方向设置且贯穿金属块体上下的孔柱阵列；

2）在金属块体上的每个孔柱内穿插长条型金刚石，长条型金刚石的顶部超出金属块体的上表面、底部与金属块体的下表面平齐；

3）在孔柱内注入金属液，使得金属液充满孔柱与长条型金刚石之间的间隙，在孔柱上方施加外部压力，使金属液在外部压力下冷却凝固；

4）在金属块体的上表面上错开长条型金刚石的部分制备用于金刚石形核的金属层，金属层的厚度小于长条型金刚石露出金属块体外的长度；再采用CVD法在金属层上表面沉积金刚石膜层，使得金刚石膜层的上表面与长条型金刚石的顶部平齐即可，最终制备得到含金刚石的复合散热材料。

10.根据权利要求9所述的含金刚石的复合散热材料的制备方法，其特征在于：金属液由具有低熔点和高热导率的Ag、Cu或Al熔化形成。