[發(fā)明專利]涂敷有金屬的石墨膜

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680020787.1
• 申請(qǐng)日: 2006-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101193837A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·奧廷格爾;M·克里斯特;L·菲舍爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: SGL碳股份公司
• 主分類號(hào): C04B35/536
• 分類號(hào): C04B35/536;C23C14/18;C01B31/04;H01R39/24;C04B41/88
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 劉明海

本發(fā)明涉及具有至多100nm厚的金屬涂層的石墨膜及其制備和用途。

石墨膜通過(guò)壓縮和壓緊石墨膨脹體而制得。當(dāng)急劇加熱石墨嵌入化合物或者石墨鹽例如石墨硫酸氫鹽或石墨硝酸鹽時(shí)，形成石墨膨脹體。此時(shí)石墨顆粒體積增大200到400倍，并且堆積密度下降到2到20g/l。所得到的石墨膨脹體由蝸桿狀或手風(fēng)琴狀龐大的團(tuán)聚物構(gòu)成。如果該顆粒在壓力下被壓縮，則它們彼此勾掛和銜接。由于該效應(yīng)，可以在沒(méi)有添加粘合劑情況下制備自支撐的平面結(jié)構(gòu)，例如膜或板。石墨膜在平面上，即垂直于壓制方向上表現(xiàn)出高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，并易于適應(yīng)鄰近的表面。

對(duì)于某些應(yīng)用而言，需要石墨膜在至少一個(gè)表面上全面或部分地設(shè)置金屬涂層。該涂層可以滿足不同的功能，如機(jī)械強(qiáng)化，提高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性以及腐蝕防護(hù)性。此外，尤其是當(dāng)石墨膜制的構(gòu)件要通過(guò)焊接點(diǎn)或焊接接頭與其它的、尤其是金屬構(gòu)件或者與膨脹的石墨制的其它構(gòu)件連接時(shí)，需要金屬表面。

專利US?5?100?737公開(kāi)了由至少一層石墨膜和在它們的至少一個(gè)表面上具有金屬層，例如銅或鎳制的金屬層制成的柔韌的層狀復(fù)合物。石墨膜的厚度為0.1到10mm，金屬層的厚度為1到200μm，優(yōu)選在3和50μm之間。該層狀復(fù)合物應(yīng)用于電屏蔽，密封或作為冷卻器(降熱)。任選在石墨層或/和金屬層上設(shè)置額外的連接層，以便相互連接多層這樣的層狀復(fù)合物。所述連接層可以設(shè)計(jì)為薄的金屬層(厚度1到5μm)或者設(shè)計(jì)為粘合層。

金屬層的制備優(yōu)選通過(guò)化學(xué)(即通過(guò)還原劑無(wú)電流進(jìn)行)或電鍍沉積進(jìn)行。雖然原則上不排除涂敷有金屬的其它方法，例如噴熔融的金屬，熱噴，真空沉積技術(shù)或CVD，但不太優(yōu)選這些方法，因?yàn)樗鼈冞B續(xù)運(yùn)行的能力較差。此外，用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)薄層的困難也很突出。

由專利DE?28?17?371?C2同樣公開(kāi)了涂敷有金屬的石墨膜。這種涂敷有金屬的石墨膜的堆疊排列作為磨具在接觸刷電機(jī)中使用。所述層的涂布可以按照已知的薄層法進(jìn)行，例如電鍍，化學(xué)無(wú)電流鍍，等離子體或離子鍍，濺射或蒸鍍。蒸鍍技術(shù)是優(yōu)選的，因?yàn)樵诖藢?shí)現(xiàn)了金屬特別良好地粘合在石墨膜上。在每種情況下，在涂敷時(shí)，避免將石墨膜加熱到100℃以上，因?yàn)榉駝t石墨膜強(qiáng)烈氣化，因而減小了金屬的粘合性。所涂布的層的厚度為0.1和500μm之間，優(yōu)選為1和50μm之間。

本發(fā)明涉及具有至少一側(cè)金屬涂層的石墨膜，其中所述金屬層的厚度為至多100nm。

本發(fā)明尤其還涉及片狀、帶狀等石墨膜制的半成品，其中，該半成品的至少一個(gè)平面和至少一個(gè)棱具有厚度至多為100nm的金屬涂層。

根據(jù)本發(fā)明涂敷的石墨膜具有多種有利的性質(zhì)。比如令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管金屬層的厚度很小，但根據(jù)本發(fā)明的石墨膜通過(guò)焊接可以毫無(wú)困難地與金屬或涂敷有金屬的石墨制的其它構(gòu)件連接。

此外，薄的金屬涂層對(duì)石墨膜的表面以及任選還對(duì)石墨膜制的半成品的棱起到突出的保護(hù)作用，防止石墨顆粒漏出、脫落或剝落。

本發(fā)明另一目的在于，提供一種方法，從而在石墨膜上制備其厚度不超過(guò)100nm的金屬涂層。

本發(fā)明還涉及這樣涂敷的石墨膜的組合以及其應(yīng)用。

本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于以下詳細(xì)的描述和實(shí)施例和附圖。

圖1示例性表示一種構(gòu)件，其中，由根據(jù)本發(fā)明涂敷的石墨膜制的半成品彼此焊接在一起。

圖2表示一種冷卻器，其錘頭(Finnen)由在固定區(qū)域中根據(jù)本發(fā)明涂敷的石墨膜制成。

用于涂敷石墨膜的一種金屬或多種金屬相應(yīng)于預(yù)期的應(yīng)用而進(jìn)行選擇。例如提到由鋁或銅制的涂層，其能夠形成與金屬或涂敷有金屬的材料制的其它構(gòu)件的焊接連接，以及由鎳、銀、金或鉑金屬制的涂層。所述涂層可以含有多種金屬。

如果要涂敷膨脹的石墨膜制的面，例如幅面(Bahnen)，則例如通過(guò)連續(xù)蒸鍍上所希望的金屬而進(jìn)行。取決于所使用的設(shè)備，在此有利的是，石墨膜通過(guò)一側(cè)遮蓋塑料膜，例如PET制的膜而得以強(qiáng)化，從而提高了抗斷強(qiáng)度。在未遮蓋的表面上，石墨膜現(xiàn)在一側(cè)用金屬蒸鍍。在蒸鍍完成后，再機(jī)械地從石墨膜未涂敷的表面上除去塑料膜。

不過(guò)本發(fā)明不局限于這些方法，還有″PVD″-方法(物理氣相沉積)組的其它方法適于制備本發(fā)明涂敷的石墨膜，例如通過(guò)噴灑(濺射)和通過(guò)離子噴射法進(jìn)行涂敷。

除了這些制備方法外，還有電鍍或無(wú)電流沉積金屬層。