[發明專利]具有石墨膜和石墨烯復合結構的散熱材料及實現方法

有效

• 申請號: 201110363713.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102514277A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 馬宇塵
• 申請（專利權）人: 常州碳元科技發展有限公司
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B15/00;B32B7/12;C09K5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于散熱材料技術領域。

背景技術

電子產品、機械、電力、通信、化工等諸多領域，在產品加工、生產的過程中，以及使用過程中，都會產生數量不同的熱量。而且，所產生的熱量如果不能得到有效散發的話，則會對產品的加工及使用，均有可能造成影響。

目前，各種各樣的散熱材料已經廣泛使用。不同類型的散熱材料，會具有不同的性能，比如說，金屬材料的導熱性能良好，特別是其中的一部分金屬材料，如銅、鋁、銀等，其導熱性尤其良好。利用這些金屬制成的散熱器，比如銅質的散熱器、鋁質的散熱器，得到普遍應用。

下面列舉一下常用的一些散熱材料的熱導率性能：

鋁：237W/m·K；

銅：401W/m·K；

銀：420W/m·K；

金：318W/m·K。

隨著高散熱性能的人造石墨膜材料的出現，其散熱能力有了大幅度的提高，目前可達：1500～2200W/m·K。而目前作為研究熱點的石墨烯材料，則具有更加強大的散熱能力，其熱導率最高可達5000W/m·K。如此高散熱率的膜材料，為各種的產品中的散熱器材，提供了新的選擇。

在目前可以制作的片狀材料中，石墨烯的厚度最薄，還具有極高的強度和導熱率。

而現有高導熱石墨膜也有不足之處，在于高導熱石墨膜雖有一定的耐折性，但材料之間的強度弱，可以輕易被撕裂，或者因為所粘附部件的位移而發生破損現象，或表層物質脫落等。

如何有效地保持石墨膜的高散熱性，同時使其能夠抵抗更大的外力作用，是目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有石墨膜和石墨烯復合結構的散熱材料及其實現方法，以提供一種石墨膜和石墨烯兩者相結合的散熱材料，應用于散熱領域但不局限于散熱方面的應用。

本發明所提供的一種具有石墨膜和石墨烯復合結構的散熱材料，它包括：

第一石墨烯層，它是設置在該散熱材料其中一個端面上，由石墨烯所組成的物理層；

石墨膜層，它是設置在上述第一石墨烯層的另一側，由石墨膜所組成的物理層。

進一步，所述的第一石墨烯層，包括有四個單層及其以上。

進一步，所述的第一石墨烯層，其厚度在1000納米之內。

進一步，所述的石墨膜層，厚度在1微米以上。

進一步，所述的石墨膜層，其厚度在5微米到5毫米之間。

進一步，所述的石墨膜層，其厚度優選為10微米到100微米之間。

進一步，所述的散熱材料的結構形式為，石墨烯層-石墨膜層-【(石墨烯層-石墨膜層)×N】，N為大于或等于1的整數。

進一步，所述的散熱材料的結構形式為，石墨烯層-石墨膜層-【(金屬層-石墨膜層)×N】，其中N為大于或等于1的整數。

進一步，所述的散熱材料的結構形式為，石墨烯層-【(石墨膜層-金屬層)×N】，其中N為大于或等于1的整數。

進一步，在石墨烯層和相鄰的石墨膜層之間設置有將二者連接在一起的膠粘劑。

進一步，所述的膠粘劑在石墨烯層和/或石墨膜層上的設置結構為薄層形式的面結構，點陣列結構、線條陣列結構三者其一。

進一步，所述的膠粘劑為有機膠粘劑。

進一步，所述的膠粘劑為金屬材料。

進一步，所采用的薄層形式的金屬材質的面結構，厚度在10微米之內。

進一步，所述的金屬材料為鋁、銅、錫、銀、金其中之一。

本發明還提供一種具有石墨膜和石墨烯復合結構的散熱材料的實現方法，在采用金屬材料進行粘合時，具有如下步驟：

步驟S110，在石墨膜層及相鄰的第一石墨烯層的夾層之間，設置固態金屬材料層；

步驟S120，將石墨膜層和相鄰的第一石墨烯層兩者靠近貼附，將前述的固態金屬材料設置為夾層中的材料；

步驟S130，針對于貼附的石墨膜層或相鄰的石墨烯層進行加熱，對前述的固態金屬材料進行熔化處理；

步驟S140，在金屬材料至少部分處于熔化狀態時，將前述的石墨膜層及相鄰的石墨烯層兩者壓緊后冷凝，形成最外側端面分別為第一石墨烯層和石墨膜層的結構。

本發明還提供一種具有石墨膜和石墨烯復合結構的散熱材料的實現方法，在采用有機膠粘劑進行粘合時，具有如下步驟：

步驟S210，在石墨膜層及相鄰的第一石墨烯層兩者至少其一上，設置膠粘劑的涂覆結構；

步驟S220，將石墨膜層和相鄰的第一石墨烯層兩者進行靠近貼附，前述的膠粘劑為夾層中布局的材料；