一种复合散热器及其应用的制作方法

1.本发明涉及散热器件领域，特别涉及一种复合散热器及其应用。


背景技术：

2.随高科技的蓬勃发展，电子元件的体积趋于微小化，而且单位面积上的密集度也愈来愈高，其效能不能增强，在这些因素之下，电子元件的总发热量则几乎逐年升高。为了确保电子元件的正常运行，需要安装散热器来进行散热，防止某些电子元件在高温工作中工作而缩短使用寿命。
3.现有技术中，散热器一般分为两个部分，即散热器的底板和散热鳍片，散热器的底板是与电子元件接触并聚集热量的地方，而散热鳍片则是热量传导的终点，最终将热量散失到空气中。这种结构的散热器的散热原理主要是依靠热传导的方式，因此需要较大表面积及较高的导热系数。散热器的性能不仅与散热器的结构相关，更决定于散热器的材质选择，散热器材质是指散热器本体所使用的具体材料。
4.目前常用的散热器材质主要有三类：(1)纯铝散热器：散热器的底板和散热鳍片均采用纯铝或6063合金来制造，这两种材质都有很好的导热性，然而工业可达到导热系数约为200w/m
·
k；(2)纯铜散热器：散热器的底板和散热鳍片均采用纯铜来制造，铜换热系数可达400w/m
·
k，可显著提升换热效率；(3)铜铝复合散热器：散热器的底板采用纯铜制造，散热鳍片采用铝合金制造。
5.但本技术的发明人在实现本技术实施例的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在发热量不断升高的电子元件上，纯铝散热器不能满足散热需求，且实现散热功能体积较大；纯铜散热器重量重，价格高，不利于推广应用；铜铝复合换热器铜底板与铝鳍片之间连接不好会产生很大接触热阻，影响散热效果。
6.因此，提供一种散热效果好，而且重量轻、热阻小、生产成本低的散热器已经成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的是提出一种复合散热器及其应用，解决了现有技术中的散热器难以同时兼顾散热效果好、重量轻、热阻小、生产成本低的技术问题。
8.为本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
9.在本发明的一方面，本发明提供了一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的，所述铝基复合材料包括铝基体和石墨。
10.可选地，所述铝基体为铝或铝合金；所述铝基体的原材料为铝基体粉末。
11.可选地，所述铝基体粉末的平均粒度为1-100μm。
12.可选地，所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
13.可选地，所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
14.可选地，所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅材料或金属材料；所述镀层的厚度为100-200μm。
15.可选地，所述石墨为片状石墨。
16.可选地，所述片状石墨的直径为150-1000μm，厚度为10-50μm。
17.可选地，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
18.可选地，所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
19.提供铝基体粉末；
20.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；
21.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
22.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
23.可选地，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20-75vol％，其余为铝基体粉末。
24.可选地，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
25.在本发明的又一方面，本发明提供了上述复合散热器在高功率发热电子设备中的应用。
26.本发明具有如下有益效果：
27.本发明提供的复合散热器由铝基复合材料制作而成，所述铝基复合材料由铝基体和石墨复合而成，所得的散热器面内导热系数可达300w/m
·
k，密度低于2.5g/cm3，可以同时兼顾散热效果好、重量轻、热阻小、生产成本低。
28.石墨与铝基体二者密度相差非常大，石墨与铝基体界面润湿性差，导致石墨不能很好分散于铝基体中，石墨与铝基体相容性差；此外石墨与铝基体界面反应难以控制，易形成界面金属间化合物，在界面处产生较大的热阻，致使石墨的高导热性能无法充分发挥，影响导热效果。为了解决上述问题，本发明中，通过控制述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm，以及在所述石墨表面覆盖镀层，相互配合，可以改善石墨与铝基体之间润湿性，增强石墨与铝基体之间的相容性，防止了碳铝间的不良界面反应，降低界面热阻，进而提高铝基复合材料的导热系数。
29.人工合成的片状石墨，沿片状平面方向上导热系数可达1200-1800w/m
·
k，已成功实现量产。但片状石墨在垂直该片状平面方向上的导热系数极低，仅为10-20w/m
·
k，极大的影响散热效果。为了解决上述问题，本发明中，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。本发明通过控制底板和散热鳍片中片状石墨的取向，使得片状石墨的取向方向与热流方向一致，可以充分利用片状石墨平面方向导热系数高的特性，形成良好的散热效果。
30.本发明的复合散热器能应用在各类电子元器件上，可以提高对电子元件的散热效率，提高电子元件的可靠性，有利于延长电子元件的使用寿命。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例1的复合散热器的结构示意图；
33.图2为本发明实施例3的复合散热器的结构示意图。
34.附图标号说明：
35.标号名称标号名称1片状石墨2铝基体3底板4散热鳍片
具体实施方式
36.本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
37.如无特殊说明，本说明书中的术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同，但如有冲突，则以本说明书中的定义为准。
38.本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由
…
组成”和“基本上由
…
组成”。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组分、步骤或限制项组成。
39.在说明书和权利要求书中使用的涉及组分量、工艺条件等的所有数值或表述在所有情形中均应理解被“约”修饰。涉及相同组分或性质的所有范围均包括端点，该端点可独立地组合。由于这些范围是连续的，因此它们包括在最小值与最大值之间的每一数值。还应理解的是，本技术引用的任何数值范围预期包括该范围内的所有子范围。
40.正如背景技术所描述的，现有技术中存在散热器难以同时兼顾散热效果好、重量轻、热阻小、生产成本低的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合散热器及其应用。
41.第一方面，一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的，所述铝基复合材料包括铝基体和石墨。
42.本发明中，所述铝基体为铝或铝合金。对于铝合金，本发明对其具体组成不作特别限定，作为优选，所述铝合金为3003或6063。
43.铝基复合材料中的铝基体，一方面作为导热基体，另一方面起着粘结及固定石墨的作用。铝基体作为传统的导热材料，具有良好的导热系数和较高的强度，将之与高导热的石墨复合，可进一步提高铝基复合材料的导热系数。
44.本发明的复合散热器无需使用风扇强制对流，而可通过空气自然对流方式散热，因此具有无噪音，无灰尘等特点。
45.本发明的复合散热器的面内导热系数可达300w/m
·
k，能应用在各类电子元器件
上，可以提高对电子元件的散热效率，提高电子元件的可靠性，有利于延长电子元件的使用寿命。
46.本发明中，所述铝基体的原材料为铝基体粉末。
47.本发明中，所述铝基体粉末的平均粒度为1-100μm，例如1μm、3μm、5μm、8μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm以及它们之间的任意值。
48.本发明中，所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
49.本发明对所述气体雾化法制备铝基体粉末的具体工艺过程和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的气体雾化法的常规上述处理过程即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整。作为优选，所述铝基体粉末的制备方法为：采用高压气体作为雾化介质来破碎熔融铝基体细流，获得铝基体粉末，所述铝基体粉末为光滑圆球形，冷却速度为100℃/s，其中，所述高压气体包括纯度99.9％以上的氮气和氧气，其中所述氧气的体积含量为0.05-1.5％。
50.本发明中，所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。由此可以避免影响烧结效果而产生微小孔洞降低换热性能及强度。
51.本发明中，所述石墨表面覆盖有镀层。由此，可以降低两相之间表面能，降低孔隙率，避免在加热熔炼过程生成al-c化合物而产生热阻降低导热效果。
52.本发明中，对所述镀层的材料不作特别限定，只要能实现上述功能即可，作为优选，所述镀层的材料为硅材料或金属材料，更优选地，所述镀层的材料为硅。
53.本发明中，所述镀层的厚度为100-200μm，例如100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm以及它们之间的任意值。
54.本发明中，所述石墨表面覆盖有镀层的制备方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的镀层的常规制备过程即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整。以石墨表面覆盖有硅层为例，其制备方法为：将清洗干燥后的石墨同无水氯化钙粉末、硅粉体混合均匀后放置在坩埚中，然后在真空碳管炉中加热，按照设定好的升温程序升温到1200℃，保温2小时，等待碳管炉升温保温程序完成后，炉体自然冷却到室温后，将共混粉体取出；用热水清洗所述共混粉体，溶解氯化钙；其中，石墨与无水氯化钙粉末的质量比为1:1，所述石墨与硅粉体的质量比为6-8:1，所述硅粉体的直径在20μm以内。
55.发明人在实践中发现，石墨与铝基体二者密度相差非常大，石墨与铝基体界面润湿性差，导致石墨不能很好分散于铝基体中，石墨与铝基体相容性差；此外石墨与铝基体界面反应难以控制，易形成界面金属间化合物，在界面处产生较大的热阻，致使石墨的高导热性能无法充分发挥，影响导热效果。为了解决上述问题，本发明中，通过控制述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm，以及在所述石墨表面覆盖镀层，相互配合，可以改善石墨与铝基体之间润湿性，增强石墨与铝基体之间的相容性，防止了碳铝间的不良界面反应，降低界面热阻，进而提高铝基复合材料的导热系数。
56.石墨的形态可分为四大类，即片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨和团絮状石墨。本发明中，所述石墨优选为片状石墨。其中，所述片状石墨的直径为150-1000μm，厚度为10-50μm。
57.本发明中，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平
行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
58.需要说明的是，在本发明中，电子元件与底板接触，电子元件设于底板中心，热流路径为：电子元件产生的热流通过底板向电子元件左右两侧传导，底板再将热流传导至散热鳍片上散热。
59.石墨，作为一种国内资源丰富、成本低廉的材料，石墨是碳的一种同素异形体，属于六方晶系，片层内每个碳原子与另外三个碳原子以共价键连接，呈蜂巢式的多个六边形排列，片层间以范德华力连接，使其表现出很多性能的各向异性。同时，石墨还具有轻质(密度～2.26g
·
cm-3)、良好的耐高温、耐热冲击、抗腐蚀性能。人工合成的片状石墨，沿片状平面方向上导热系数可达1200-1800w/m
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k，已成功实现量产。但片状石墨在垂直该片状平面方向上的导热系数极低，仅为10-20w/m
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k，极大的影响散热效果。为了解决上述问题，本发明中，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。本发明通过控制底板和散热鳍片中片状石墨的取向，使得片状石墨的取向方向与热流方向一致，可以充分利用片状石墨平面方向导热系数高的特性，形成良好的散热效果。
60.本发明中，所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
61.提供铝基体粉末；
62.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；
63.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
64.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
65.其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20-75vol％，例如为20vol％、25vol％、32vol％、48vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％，其余为铝基体粉末。
66.本发明的铝基复合材料的制备中，将所述混合物装入模具中进行反复的震荡，保证石墨取向的一致性，同时采用了真空热压法粉末冶金工艺，石墨实现沿平行于热流方向取向，实现了石墨的定向排列，具有高取向性，实现热量在指定方向上的高效传导。
67.本发明中铝基复合材料的制备中，整个过程步骤少、操作简单，便于产业化生产；本发明不引入任何化学试剂以及有毒、有污染的气体，具有环境友好的优势。
68.本发明的散热器中，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
69.本发明中，对所述散热鳍片的形状不作特别限定，所述散热鳍片的纵向截面可以是长方形、梯形、三角形。作为优选，所述所述散热鳍片的纵向截面可以是长方形。
70.本发明中，所述散热鳍片的数量为多个，所述散热鳍片之间设有间隙，如此，既不浪费所述底板的表面积，且能够保证所述散热鳍片与较低温的空气接触，保证所述散热鳍片具有较好的散热能力。
71.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施例对上述技术方案进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
72.实施例1
73.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
74.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
75.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
76.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
77.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20vol％，其余为铝基体粉末；
78.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
79.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
80.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为5μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
81.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
82.所述石墨为片状石墨；所述片状石墨的直径为200μm，厚度为20μm。
83.所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
84.实施例2
85.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
86.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
87.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
88.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
89.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20vol％，其余为铝基体粉末；
90.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
91.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
92.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为5μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
93.所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅；所述镀层的厚度为150μm。
94.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度大于4nm。
95.所述石墨为片状石墨；所述片状石墨的直径为200μm，厚度为20μm。
96.所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
97.实施例3
98.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
99.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
100.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
101.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
102.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20vol％，其余为铝基体粉末；
103.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
104.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
105.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为5μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
106.所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅；所述镀层的厚度为150μm。
107.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
108.所述石墨为片状石墨；所述片状石墨的直径为200μm，厚度为20μm。
109.实施例4
110.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
111.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
112.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
113.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
114.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为32vol％，其余为铝基体粉末；
115.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
116.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
117.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为20μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
118.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
119.所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅；所述镀层的厚度为150μm。
120.所述石墨为片状石墨；所述片状石墨的直径为500μm，厚度为10μm。
121.所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
122.实施例5
123.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
124.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
125.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
126.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
127.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为48vol％，其余为铝基体粉末；
128.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
129.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
130.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为100μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
131.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
132.所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为碳化硅；所述镀层的厚度为100μm。
133.所述石墨为片状石墨；述片状石墨的直径为1000μm，厚度为50μm。
134.所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
135.实施例6
136.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。
137.所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的。
138.所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
139.提供铝基体粉末；其中，所述铝基体为铝合金3003；
140.将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；其中，所述混合物中，所述石墨的体积分数为75vol％，其余为铝基体粉末；
141.将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；
142.将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。
143.其中，所述铝基体粉末的平均粒度为1μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。
144.所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。
145.所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅材料或金属材料；所述镀层的厚度为200μm。
146.所述石墨为片状石墨；所述片状石墨的直径为150μm，厚度为30μm。
147.所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。
148.对比例1
149.基于实施例1，不同之处仅在于，所述底板和散热鳍片均是由铝合金3003制作而成的。
150.测试例
151.为验证本发明产品性能，对实施例1-6和对比例1所制得散热器的导热系数分别进行了相关测试，具体结果如下：
[0152][0153][0154]
通过上述测试可知，通过控制述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm，以及在所述石墨表面覆盖镀层，相互配合，可以提高散热器的导热系数，提高散热器的散热效果。
[0155]
通过上述测试可知，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。本发明通过控制底板和散热鳍片中片状石墨的取向，使得片状石墨的取向方向与热
流方向一致，可以充分利用片状石墨平面方向导热系数高的特性，形成良好的散热效果。
[0156]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合散热器，包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，其特征在于，所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的，所述铝基复合材料包括铝基体和石墨。2.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述铝基体为铝或铝合金；所述铝基体的原材料为铝基体粉末。3.如权利要求2所述的复合散热器，其特征在于，所述铝基体粉末的平均粒度为1-100μm；所述铝基体粉末采用气体雾化法制备而成。4.如权利要求2所述的复合散热器，其特征在于，所述铝基体粉末表面氧化膜的厚度小于4nm。5.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述石墨表面覆盖有镀层，所述镀层的材料为硅材料或金属材料；所述镀层的厚度为100-200μm。6.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述石墨为片状石墨。7.如权利要求6所述的复合散热器，其特征在于，所述片状石墨的直径为150-1000μm，厚度为10-50μm。8.如权利要求6所述的复合散热器，其特征在于，所述底板中的片状石墨的片状平面方向与流经所述底板的热流方向平行；所述散热鳍片中的片状石墨的片状平面方向与流经所述散热鳍片的热流方向平行。9.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供铝基体粉末；将所述铝基体粉末与石墨混合均匀，得到混合物；将所述混合物装入模具中进行反复的震荡；将震荡后的装有所述混合物的模具放入真空热压炉中，首先抽真空至10-3
pa以下，然后逐步加热待温度升到800℃，开始给所述模具慢慢施加压力，直到达到40mpa的压力，保压10-30min，冷却，脱模。10.如权利要求9所述的复合散热器，其特征在于，所述混合物中，所述石墨的体积分数为20-75vol％，其余为铝基体粉末。11.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述散热器的面内导热系数达到300w/m
·
k，密度低于2.5g/cm3。12.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述底板一侧开有凹槽，所述散热鳍片的一端嵌入所述凹槽内并与所述底板焊接连接。13.如权利要求1-12任一项所述的复合散热器在高功率发热电子设备中的应用。

技术总结
本发明公开了一种复合散热器及其应用，该复合散热器包括底板和设置于所述底板上的散热鳍片，所述底板和散热鳍片均是由铝基复合材料制作而成的，所述铝基复合材料包括铝基体和石墨。本发明提供的复合散热器由铝基复合材料制作而成，所述铝基复合材料由铝基体和石墨复合而成，所得的散热器的面内导热系数可达300W/m


技术研发人员：尚秀玲 黎海华
受保护的技术使用者：广东美的制冷设备有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25