[發明專利]金剛石/石墨烯復合導熱膜及其制備方法和散熱系統

有效

• 申請號: 201711033604.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109722641B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 楊揚;唐永炳;谷繼騰
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C23C16/01
• 分類號: C23C16/01;C23C16/27;C23C16/56;C09K5/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種金剛石/石墨烯復合導熱膜的制備方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底表面沉積微米晶金剛石薄膜；

腐蝕去除所述基底，得到自支撐的微米晶金剛石薄膜；其中，所述自支撐的微米晶金剛石薄膜包括一待形核表面，所述待形核表面為腐蝕前所述微米晶金剛石薄膜與所述基底的接觸面；

在所述待形核表面上沉積過渡金屬層，將沉積有過渡金屬層的自支撐的微米晶金剛石薄膜置于熱絲氣相沉積室腔體中進行快速退火處理，所述過渡金屬層中的過渡金屬催化所述微米晶金剛石薄膜中的部分碳元素形成單層石墨烯，所述退火溫度為800-1100℃，所述退火時間為1-5min，所述過渡金屬層的厚度為1nm-50nm；

在所述熱絲氣相沉積室腔體中通入碳源氣體進行沉積得到垂直石墨烯，沉積溫度為600-800℃，氣壓為4000-6000Pa，功率為5000-7000W，得到金剛石/石墨烯復合導熱膜，所述金剛石/石墨烯復合導熱膜包括所述微米晶金剛石薄膜以及設置在所述微米晶金剛石薄膜表面的石墨烯層，所述石墨烯層包括平鋪在所述微米晶金剛石薄膜表面的所述單層石墨烯以及垂直生長于所述單層石墨烯上的所述垂直石墨烯。

2.如權利要求1所述的金剛石/石墨烯復合導熱膜的制備方法，其特征在于，所述退火處理工藝的具體參數為：在所述熱絲氣相沉積室腔體中通入保護氣體和氫氣，使所述腔體中的氣壓為2800-3200Pa，所述熱絲氣相沉積室腔體中的熱絲與所述微米晶金剛石薄膜表面的間距為4-10mm，熱絲功率為5000-7000W。

3.如權利要求1所述的金剛石/石墨烯復合導熱膜的制備方法，其特征在于，通過化學氣相沉積的方法制備微米晶金剛石薄膜，所述化學氣相沉積的方法包括熱絲化學氣相沉積或微波等離子體化學氣相沉積；

其中，利用所述熱絲化學氣相沉積的方法制備微米晶金剛石薄膜的具體參數如下：

通入氣態碳源和氫氣進行熱絲化學氣相沉積，氣壓為3000-5000Pa，熱絲功率為5000-8000W，基底溫度為500℃-1000℃，沉積時間為100-300小時；

其中，利用所述微波等離子體化學氣相沉積的方法制備微米晶金剛石薄膜的具體參數如下：

通入氣態碳源和氫氣進行微波等離子體化學氣相沉積，氣壓為20-40Torr，微波功率為1000-1500W，基底溫度為700-900℃，沉積時間為100-300小時。

4.如權利要求1所述的金剛石/石墨烯復合導熱膜的制備方法，其特征在于，所述微米晶金剛石薄膜的厚度為200μm-2mm。

5.一種散熱系統，其特征在于，包括發熱元件、散熱器以及導熱膜，所述導熱膜包括權利要求1-4任一項所述的制備方法制得的金剛石/石墨烯復合導熱膜，所述導熱膜貼置于所述發熱元件與所述散熱器之間，以使所述發熱元件通過所述導熱膜將熱量傳遞至所述散熱器來進行散熱。