[發明專利]一種高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝

在審

• 申請號: 202011577502.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112693188A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 宋波
• 申請（專利權）人: 宋波
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B15/20;B32B9/00;B32B9/04;B32B33/00;B32B37/00;B05D7/24;B05D1/02;C23C26/00;B82Y30/00;B82Y40/00
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本發明公開了一種高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝，所述石墨烯薄膜厚度為10?30μm、納米晶顆粒直徑50?80nm、高導熱硅脂與納米碳銅箔厚度為20?40μm。該高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝，通過高導熱硅脂、納米碳銅箔與納米晶顆粒的添加設置，可以通過高導熱硅脂將石墨烯薄膜、納米談銅箔與納米晶薄片更好的接觸確保更好的熱傳導，由納米晶薄片起到很好的保護作用。

技術領域

本發明涉及高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝技術領域，具體為一種高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝。

背景技術

石墨烯是一種二維平面單原子層厚度六方排列的碳原子所構成的物質，石墨烯薄膜的制備方法中以氣相沉積法和氧化還原法最為常見，所得到的石墨烯薄膜具有良好的導電性、導熱性以及機械強度，石墨烯,是一種以sp²雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法，石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點：碳原子有4 個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位于 pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10^-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似)，因而具有優良的導電和光學性能，石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa，石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是為止導熱系數最高的碳材料，高于單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。當它作為載體時，導熱系數也可達600W/mK。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

高導熱硅脂又稱為散熱膏，其成分是以有機硅酮為主要原料，添加耐熱、導熱性能優異的材料，制成的導熱型有機硅脂狀復合物，導熱硅脂是一種高導熱絕緣有機硅材料，幾乎永遠不固化，可在-50℃—+230℃的溫度下長期保持使用時的脂膏狀態。

納米鎳粉、超細鎳粉通過可變電流激光離子束氣相法制備，它集電解鎳粉、還原鎳粉和霧化鎳粉的優點于一體，純度高，鎳含量不小于99.5％，碳、磷、硫、氧等元素的含量低，粒度可控，松比可控，粉末壓縮性能好，流動性好。

銅作為金屬材料,因其具有良好的化學性質和導電特性,在微電子工業生產中扮演著越來越重要的角色。Cu薄膜的微觀結構,如晶體學取向、晶界類型和殘余應力等等均會直接影響著電子元器件的可靠性和壽命。納米Cu薄膜不僅保留了純銅原有的特性,而且具備著比純銅更好的物理和化學特性。因此,納米Cu薄膜是一種非常有應用前景的薄膜材料，納米碳銅箔材料是新一代的碳基導熱散材料，由熱擴散高的納米碳材料和超薄銅箔等組成，具有獨特的晶粒取向，沿兩個方向均勻導熱，片層狀結構可很好地使用任何表面，產品均勻散熱的同時，也在厚度方面提供熱隔離，為此，本發明提供了一種高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高導熱性納米晶增強石墨烯復合薄膜生產工藝。