[发明专利]高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片及其制备方法

摘要

本发明涉及高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片及其制备方法，本发明要解决石墨烯和铜粉复合材料的成型问题。方法：配制铜粉分散液；配制石墨烯分散液；铜粉分散液与石墨烯分散液混合；冷冻干燥制备混合粉末；混合粉末热处理；热压烧结得到高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片；本发明能够制备厚度可以控制的样品。其热导率高且热通量大，有很好的散热效果并且可以实现结构散热一体化。

主权项

1.高导热刚性石墨烯/铜纳米复合材料散热片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)配制铜粉分散液：将铜粉分散在去离子水中；2)配制石墨烯分散液：将石墨烯粉末分散在去离子水中；3)铜粉分散液与石墨烯分散液混合；4)冷冻干燥得到纳米混合粉末；5)将混合粉末热处理；6)热压烧结：将步骤5)得到的混合粉末放入石墨模具中热压烧结，即得到石墨烯/铜粉复合材料散热片；所述步骤具体为：1)配制铜粉分散液：将粒径为1‑3微米的球状铜颗粒散在去离子水中，在频率为10k Hz～100k Hz下，进行超声处理30min～60min，得到铜粉分散液；2)配制石墨烯分散液：将二维尺寸在5～10微米的少层石墨烯粉末分散在去离子水中，在频率为10k Hz～100k Hz下，进行超声处理30min～60min，使其形成均匀的溶液，得到石墨烯分散液；3)铜粉分散液与石墨烯分散液混合：将铜粉分散液和石墨烯分散液混合，在频率为10k Hz～100k Hz下，水浴超声5‑10min，然后在200W的功率下超声30min，得到石墨烯/铜粉混合分散液；4)冷冻干燥：将步骤3)所得混合分散液速冻，形成铜、石墨烯和冰的混合物，将混合物放入冻干机在‑100℃下干燥24h～48h，得到混合粉末；5)混合粉末热处理：将上述制备的混合粉末在450℃～500℃下保温2h，再将粉末放入氢气还原炉中在400℃下进行还原2h，得到混合粉末；6)热压烧结：将步骤5)得到的混合粉末放入模具中，在真空条件下热压烧结，即得到高导热刚性石墨烯/铜粉纳米复合材料散热片；步骤3)中所述的混合分散液中石墨烯与铜粉的质量比为1:0.1～1:0.7；先进行上述步骤1)后进行上述步骤2)，或先进行上述步骤2)后进行上述步骤1)。