[發明專利]一種液態金屬原位復合熱界面材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210231660.5
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114561194A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 周自娜;胡曉誠;虞梓暉
• 申請（專利權）人: 江陰鎵力材料科技有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C22C1/02;C22C28/00
• 代理公司: 上海匯知丞企知識產權代理有限公司 31468
• 代理人: 葉丹瀅

本發明公開了一種液態金屬原位復合熱界面材料的制備方法，包括如下步驟：配制液態金屬合金，所述液態金屬合金包含：60?71重量％的Ga、15?20重量％的In和10?20重量％的Sn；將CO₂氣體通入所述液態金屬合金中生成液態金屬原位復合材料；將所述液態金屬原位復合材料攪拌均勻。本發明能夠將液態金屬的導熱系數提高至40～70W/mK，制備方法簡單，而且為減少溫室氣體?CO₂的排放和高效利用提供了一種新的方向。

技術領域

本發明涉及熱界面材料領域，具體涉及一種液態金屬原位復合熱界面材料的制備方法。

背景技術

液態金屬是一種低熔點合金，在其熔點附近具有高的熱導率(10～20W/mK)，是一種常見的熱界面材料,但是純液態金屬的導熱系數不高，通常會選擇往液態金屬里面添加高導熱材料粉末如微納米級的氧化鋁粉，但是微納米級的添加粉末在使用過程中很容易因為分層、團聚而降低導熱材料的導熱性能，導致其使用熱循環性能很差。

Royal Society of Chemistry發表了一篇文章利用鎵銦液態金屬分解CO₂氣體生成固態碳，而碳是一種高導熱材料，因此考慮采用液態金屬分解二氧化碳制備一種含碳的高導熱界面材料，不僅可以提高純液態金屬的導熱系數，還可以為溫室氣體-CO₂的高效利用提供一個新的可行方向。

發明內容

本發明提供一種液態金屬原位復合熱界面材料及制備方法，能夠解決單純液態金屬導熱系數低的問題，實現提高液態金屬導熱系數的目的。為解決上述技術問題，本發明提供一種液態金屬原位復合熱界面材料的制備方法，包括如下步驟：

配制液態金屬合金，所述液態金屬合金包含：60-71重量％的Ga、15-20重量％的In和10-20重量％的Sn；

將CO₂氣體通入所述液態金屬合金中生成液態金屬原位復合材料；

將所述液態金屬原位復合材料攪拌均勻。

較佳的，配制液態金屬合金的具體步驟為：

將60-71重量％的Ga、15-20重量％的In和10-20重量％的Sn加入至反應容器；

加熱所述Ga、In和Sn至60℃進行熔煉。

較佳的，配制液態金屬合金后還包括以下步驟：加熱所述液態金屬合金至60～300℃。

較佳的，加熱所述液態金屬合金至200℃。

較佳的，將CO₂氣體通入所述液態金屬合金中生成液態金屬原位復合材料前還包括以下步驟：

將CO₂氣體輸入管插進容器蓋/橡膠塞中；

將所述容器蓋/橡膠塞固定在反應容器上形成封閉容器。

較佳的，所述CO₂氣體的純度為99.999％。

較佳的，采用磁力攪拌、超聲攪拌或離心攪拌將所述液態金屬原位復合材料攪拌均勻。

本發明中利用液態金屬合金中的鎵元素與CO₂反應，使CO₂分解產生固體碳，然后C附著在鎵的表面，液態金屬合金中的銦元素起到一定的催化作用，通過后期的攪拌可以達到分子/原子級原位復合的狀態，由于碳單質本身具有較高的導熱系數，所以與液態金屬復合后不僅能夠提高材料的導熱系數，還能夠改善液態金屬使用過程中浸潤性不好，易側漏的問題，從而得到一種高導熱系數，應用條件良好的新型原位復合熱界面材料。

附圖說明

圖1為液態金屬原位復合熱界面材料的制備流程圖。

具體實施方式