[發明專利]一種用于LED熱界面的復合相變材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510060022.1
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104726070B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 李靜;張定
• 申請（專利權）人: 東莞市益飛迅光電科技有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

技術領域

本發明涉及一種用于LED熱界面的復合相變材料及其制備方法。

背景技術

傳熱儲熱材料是熱量轉換、傳輸與儲存的基礎。目前常用的傳熱儲熱材料有水/蒸汽、導熱油、熔融鹽和液態金屬等。其中，金屬及合金由于具有導熱系數高、使用溫度范圍廣、使用壽命長、性能穩定等優點而得到國內外研究的廣泛關注，尤其是以Sn、Bi、Pb、Cd、In、Ga、Sb 等低熔點金屬元素組成的低熔點合金，具有密度高、熔點低和沸點高等物理特性，是一種潛在的中低溫相變儲熱材料和熱量傳輸介質。

相當多的電子或電器產品在使用中常會由于過流、過熱等原因而導致電路的破壞,從而影響產品的正常使用。針對高熱流密度電子元件的散熱問題，研發人員研發出了大量的界面熱控材料，如換熱涂料和相變材料，并且已經取得不少進展。

然而，現有技術中的界面熱控材料的性能還存在諸多不足：例如導熱系數不大，不能有效降低接觸熱阻，相變焓小，相變溫閾窄等等。

發明內容

本發明的目的在于一種用于LED熱界面的復合相變材料及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：18-45%的鉍、10-27%的錫、35-55%的銦、0-1%的銻、0-2%的鎵、余量的膠體石墨粉。

一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：44.51%的鉍、17.47%的錫、35.77%的銦、0.55%的銻、余量的膠體石墨粉。

一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：34.75%的鉍、13.47%的錫、49.53%的銦、0.55%的銻、余量的膠體石墨粉。

一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：18.97%的鉍、26.32%的錫、51.48%的銦、1.55%的鎵、余量的膠體石墨粉。

所述的鉍、銦、錫、銻、鎵的粒徑均為10-40μm。

所述的膠體石墨粉的粒徑為30-40μm。

一種用于LED熱界面的復合相變材料的制備方法，步驟為：

1）備料：將所有原料混合均勻；

2）制樣：在保護氣氛下，將以上混合均勻的原料熔煉，再冷卻至室溫。

步驟2）具體為：將混合原料放入熔煉爐中并通入保護氣體，將溫度從室溫上升到600-800℃，之后保溫20min-1h，然后關閉加熱電源后自然冷卻到室溫。

所述的保護氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣中的至少一種。

本發明的有益效果是：本發明的用于LED熱界面的復合相變材料，導熱系數高、相變溫閾寬、相變焓大、性能穩定，能有效降低接觸熱阻。

具體來說：

1.采用的低熔點金屬原料具有較大的熔化焓，能將有電子元件傳來的熱量快速吸收；

2.本發明的系列配方的復合相變材料具有較大的導熱系數，其在熔點范圍內的導熱系數為55-85W/m.K，能將電子元件產生的熱量快速的傳遞出去；

3.本發明的系列配方的復合相變材料的熔點范圍為30-80℃，不同組分的復合材料用于不同功率的LED中，其在工作狀態下為液態，即熔融后成流態附著在基板上，填充基板上的間隙，大大降低了接觸熱阻，從而實現熱量的快速轉移，防止電子元件因過熱而損壞；

4.采用的膠體石墨能有效附著在復合材料表面，能有效抑制金屬材料在復合過程及熔煉的自然冷卻過程中的氧化反應并能細化晶粒。

具體實施方式

一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：18-45%的鉍、10-27%的錫、35-55%的銦、0-1%的銻、0-2%的鎵、余量的膠體石墨粉，優選的，所述的銻和鎵的用量不同時為0。

優選的，一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：18.97-44.51%的鉍、13.47-26.32%的錫、35.77-51.48%的銦、0-0.55%的銻、0-1.55%的鎵、余量的膠體石墨粉，優選的，所述的銻和鎵的用量不同時為0。

進一步優選的，一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：44.51%的鉍、17.47%的錫、35.77%的銦、0.55%的銻、余量的膠體石墨粉。

進一步優選的，一種用于LED熱界面的復合相變材料，其是由以下質量百分比的原料組成：34.75%的鉍、13.47%的錫、49.53%的銦、0.55%的銻、余量的膠體石墨粉。