[實用新型]一種用于石墨烯導熱復合材料的定向裝置

有效

• 申請號: 201720504792.5
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN207159140U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 夏傳軍;杜洪波;劉偉德;翟利偉
• 申請（專利權）人: 德陽中碳新材料科技有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 鄧小兵

技術領域

本實用新型涉及熱界面材料技術領域，尤其涉及一種用于石墨烯導熱復合材料的定向裝置。

背景技術

隨著電子器件工作頻率的進一步提高，功率容量的增大以及效率和可靠性的提高，特別是集成度越來越高，要求器件越小越輕，將使電子系統發生新的變化，這些演變對器件的封裝、組裝、以及它們的可靠性、散熱性和工藝性等都帶來重大挑戰，目前市場上各種導熱界面材料導熱系數雖然提高到了7W/m·k，卻跟不上高速發展的電子行業的需求，對高導熱復合材料要求提出更高要求。

中國專利公告號為“CN105885804A”的現有技術在2016年8月24日公開了一種石墨烯全碳復合熱界面材料的制備方法，其技術方案為：將蠕蟲石墨壓制成松散多孔的柔性石墨紙；將石墨烯粉體材料分散在溶劑中，經過剪切乳化和超聲處理，獲得均勻分散的石墨烯分散液；將石墨烯分散液均勻填充到獲得的石墨紙的微孔和表面得到復合材料；將復合材料進行真空干燥，除去溶劑得到石墨紙-石墨烯復合膜半成品；將復合膜半成品進行多級滾壓，最終得到石墨烯全碳復合柔性膜。該專利使用了具有優異電、熱和力學性能的石墨烯作為導熱材料，研究表明，單層石墨烯的橫向平面導熱系數可達到5300W/m.k，但垂直平面的導熱能力卻只有3—4W/m·k。并且，由于石墨烯是一種二維材料，具有各項異性，層與層之間導熱系數很低，比表面積大，在高分子基體中容易聚集等特點，因此現有的復合材料均存在著各項同性，石墨烯在復合材料中的排列比較混亂，未能有效的發揮出平面高導熱性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中存在的上述問題，提供一種用于石墨烯導熱復合材料的定向裝置，本實用新型能夠在制備石墨烯導熱復合材料時對導熱網絡進行定向，從而使制得的導熱復合材料在橫向平面和垂直平面均形成具有優異導熱性能的導熱網絡，即能夠建立一個連續的三維導熱網絡，最終達到提高導熱復合材料導熱性目的。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于石墨烯導熱復合材料的定向裝置，其特征在于：包括料缸、成型模腔、定向管和切片機，所述料缸的一端內部設置有加壓活塞，另一端通過定向管與成型模腔的進料口連通，所述切片機固定設置在成型模腔的出料口。

所述定向管為螺旋管。

所述定向管的直徑為3—20cm。

所述定向管與料缸之間設置有截止閥，所述定向管與成型模腔之間設置有截止閥。

本實用新型的作用在于對石墨烯導熱復合材料的導熱網絡定向，其原理為：

石墨烯導熱復合材料在切片前為混合物，先將混合物放入料缸中，打開截止閥，并通過加壓機從加壓活塞一端對料缸加壓，在壓力的作用下，料缸內的混合物經螺旋管定向，使石墨烯在混合物中有序地排列，從而形成具有橫向導熱網絡的混合物并進入成型模腔，經成型模腔成型后擠出，最后經切片機切片即可得到同時具有橫向導熱網絡和垂直導熱網絡的成品導熱復合材料。

采用本實用新型的優點在于：

一、本實用新型通過定向管能使石墨烯在導熱復合材料中規則地排列，從而形成具有優異導熱性能的橫向導熱網絡，通過切片機切片能使石墨烯導熱復合材料具有垂直導熱網絡。上述結構的配合，就能使制得的石墨烯導熱復合材料在橫向平面和垂直平面均形成具有優異導熱性能的導熱網絡，有效地發揮石墨烯的導熱優勢，最終達到提高復合材料導熱性目的。

二、本實用新型中采用螺旋管作為定向管，其優點是能在減少空間占用的前提下增大物料的定向路徑，從而達到較好的定向效果。

三、本實用新型將定向管的直徑設置為3—20cm，能夠達到較好的定向效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中標記為：1、料缸，2、成型模腔，3、定向管，4、切片機，5、加壓活塞，6、截止閥。

具體實施方式

實施例1

一種用于石墨烯導熱復合材料的定向裝置，包括料缸1、成型模腔2、定向管3和切片機4，所述料缸1的一端內部設置有加壓活塞5，另一端通過定向管3與成型模腔2的進料口連通，所述切片機4固定設置在成型模腔2的出料口。

本實用新型中，所述定向管3為螺旋管，采用不銹鋼或PE管制成，所述定向管3的直徑可以為3cm、20cm或13cm。

本實用新型中，所述定向管3與料缸1之間設置有截止閥6，所述定向管3與成型模腔2之間設置有截止閥6。

實施例2