[发明专利]一种具有双峰分布特征的导热铜粉及其制备方法和应用

说明书

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种具有双峰分布特征的导热铜粉及其制备方法和应用。所述方法包括：分别选用粒径较大的粗铜粉和粒径较小的细铜粉，将粗铜粉和细铜粉混合，加入造粒剂混合造粒，随后依次经过松装烧结和破碎后得到具有双峰分布特征的导热铜粉。本发明能够简洁高效地制备得到具有良好导热性能的导热铜粉；导热铜粉能够良好地用于小管径烧结型热管中吸液芯的制备；制备形成的吸液芯具有非常优异的导热散热性能。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种具有双峰分布特征的导热铜粉及其制备方法和应用。

背景技术

导热管(Heat conduction tube)作为一种汽液相变的传热元件，具有导热率高，均温性好，可靠性高，不需额外能量驱动等优点，是散热技术方案中效率最高的一种，能形成大规模标准化的热设计方案。

但是，现有的导热管传热性能主要取决于热管内部的吸液芯结构，根据吸液芯种类来划分，热管可分为沟槽型热管、烧结型热管以及复合型热管。所谓烧结型热管，即采用导热铜粉或石墨烯等材料烧结形成吸液芯。而随着近年来智能设备的轻量化设计和轻薄化设计，平板电脑和手机的厚度已能降低到5mm左右，家用电视甚至能够降低到3mm左右，导致传统烧结型铜管的适用性减弱，因为传统的烧结型铜管为确保整体导热管具有良好的相变传输效果，需要确保吸液芯具备一定的厚度，但若简但地减小烧结型铜管的管径导致导热管内径狭窄又会降低导热管的气相传输效果，因此传统的烧结型铜管难以实现轻量化和轻薄化设计，越来越难以适用现有的轻量化、轻薄化设计的智能设备。

对此，不断有人对热管的吸液芯材料进行改良。如大力开发的石墨烯材质吸液芯，其具有非常优异的传热导热性。但是石墨烯通常需要通过气相沉积的方式进行制备，如任文才,高力波,马来鹏,等.石墨烯的化学气相沉积法制备[J].新型炭材料,2011(01):71-80.、李兴鳌,任明伟,任睿毅,等.铜镍合金为衬底化学气相沉积法制备石墨烯研究[J].功能材料,2012,43(023):3257-3260.等文公开的石墨烯气相沉积制备工艺，气相沉积的制备方式难度远大于常规的烧结制备工艺、成品率略低，提高了烧结制备的过程成本，同时石墨烯较之铜而言也更加昂贵，整体上虽然实现了导热管性能的提升，但也随之而来产生了提高成本和制备难度的问题。

另一方面，部分研究人员也对铜粉烧结热管进行了研究，如Weibel J A,KousalyaA S,Fisher T S,et al.Characterization and nanostructured enhancement ofboiling incipience in capillary-fed,ultra-thin sintered powder wicks[C]//IEEEIntersociety Conference on ThermalThermomechanical Phenomena in ElectronicSystems.IEEE,2012.所公开的技术方案中，其所制备得到的烧结铜粉吸液芯在23℃的过热度下能够承受高达437W/cm²的热流密度，但由于过热度过大，导致其实际使用效果仍较为有限，且在单纯铜材质制备的情况下，过热度较高，说明在低管径条件下响应能力较弱，难以即时产生散热效果。

发明内容

为解决传统的烧结热管难以实现轻量化、轻薄化的设计，且部分通过轻薄化设计后或存在传热性能下降、过热度上升等性能问题，或存在成本上升、难度增大等工业化问题，本发明提供了一种具有双峰分布特征的导热铜粉及其制备方法和应用。

本发明的目的在于：

一、通过一种简洁的工艺制备得到一种能够替代传统吸液芯所用99.5％纯铜粉末的导热铜粉；

二、提高铜粉烧结形成吸液芯后的导热性能；

三、确保导热铜粉烧结后所形成的吸液芯过热度较低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。