[发明专利]隔热材料及其制备方法、隔热部件和电子设备

说明书

本申请涉及一种隔热材料及其制备方法、隔热部件和电子设备，属于隔热材料技术领域。一种隔热材料的制备方法，包括采用原子层沉积法在基材上循环沉积氧化锆形成氧化锆膜层，在氧化锆膜层上沉积氧化钇得到氧化钇掺杂氧化锆膜层，重复上述步骤以得到具有一定厚度的隔热材料。其中，氧化锆的沉积循环数为m，氧化钇的沉积循环数为n，m:n＝15:(1‑9)。该制备方法能够制得具有共性的隔热材料，薄膜致密且厚度仅有30‑120nm，热传导率低，为1.0‑2.0W·m^‑1k^‑1，可应用于电子设备，可有效降低终端设备的尺寸及提高设备隔热性能。

技术领域

本申请涉及隔热材料技术领域，且特别涉及一种隔热材料及其制备方法、隔热部件和电子设备。

背景技术

智能手机、笔记本电脑和其他电子设备在我们工作生活中的占比与日俱增，我们对这些设备的使用手感也变得愈发挑剔。设备过热会严重影响人们的使用手感，比如拿着烫手等。除此之外，设备过热还可能导致一些元件发生故障；在极端情况下，甚至还可能导致锂电池爆炸等严重威胁人们的安全。工程师们为了避免电子设备发生过热的情况，尝试了大量的方法，包括用玻璃、塑料或者多层空气作为隔热材料来防止微处理器等发热元件产生的热量对其他元件造成损害。目前终端设备广泛使用的是多层复合材料构成的隔热层，其大大增加了设备的研发成本及复杂程度，而电子设备不断小型化的发展趋势，对于隔热材料乃至整个隔热系统的设计，给各工程师带来不小的挑战。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供隔热材料及其制备方法、隔热部件和电子设备，以改善隔热材料厚度较厚的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种隔热材料的制备方法，包括采用原子层沉积法在基材上循环沉积氧化锆形成氧化锆膜层，在氧化锆膜层上沉积氧化钇得到氧化钇掺杂氧化锆膜层，重复上述步骤以得到具有预设厚度的隔热材料。其中，氧化锆的沉积循环数为m，氧化钇的沉积循环数为n，m:n＝15:(1-9)。

本申请实施例采用原子层沉积法在基材上沉积得到氧化钇掺杂氧化锆膜层，原子层沉积基于表面自限制、自饱和吸附反应，具有表面控制性，制得的薄膜具有优异的三维共形性、大面积均匀性等特点，适用于复杂高深宽比衬底表面沉积制膜，同时还能保证精确的膜厚控制。氧化钇掺杂氧化锆膜层具有较好的隔热性能。本申请发明人经过大量实验得出，原子层沉积过程中的氧化锆、氧化钇循环数比为(5-15):(1-3)时，制得的隔热材料厚度较薄，同时具有较好的隔热性能。

在本申请的部分实施例中，沉积氧化锆的步骤包括：在真空条件下将锆前驱体源通入放置有基材的反应腔室，随后通入氧源，沉积m个循环。沉积氧化钇的步骤包括：在真空条件下将钇前驱体源通入反应腔室，随后通入氧源，沉积n个循环。在本申请的部分实施例中，m为5-15，n为1-3。在此循环范围内制得的膜层材料的隔热性能较好，超过该循环次数范围，得到的膜层隔热性能极大劣化。

在本申请的部分实施例中，在基材上循环沉积氧化锆，再循环沉积氧化钇为一次总沉积循环，原子层沉积的总沉积循环数为50-150。以总沉积循环数沉积得到的膜层厚度具有较好的隔热性能，若总沉积循环数小于该范围，则膜层厚度较薄，隔热性能较差；若总沉积循环数超出该范围，得到的膜层厚度增加，但隔热效果并无变化，不利于得到薄的膜层材料。

在本申请的部分实施例中，在氧化锆膜层上沉积氧化钇之后还包括：在氧化钇掺杂氧化锆膜层上沉积一次循环的稀土氧化物。在研究过程中发现，除钇之外的稀土元素的氧化物也能够稳定氧化锆膜层，在氧化钇上沉积其他稀土元素的氧化物会改善氧化锆和氧化钇界面的状况，使得膜层具有更好的隔热性能。

在本申请的部分实施例中，稀土氧化物包括Sc₂O₃、Gd₂O₃、Pr₂O₃、Ta₂O₅以及La₂O₃中的任一种。