本发明属于热管理材料,具体涉及一种导热复合材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、随着科技的发展电子器件逐渐向着微型化、集成化、高频化的方向发展,导致电子器件的热流密度增加、温度不断升高,从而造成器件性能下降、使用寿命缩短。因此,间歇性、高功率电子器件运行时,迫切需要具有优异散热性能的热管理材料。
2、由固液相变材料制备的相变热界面材料被广泛应用在电子器件热管理领域;其在安装时处于固态,使用方便。在电子器件发热时,其由固态转变为熔融态,能够有效填充发热电子器件和散热单元之间的界面间隙,有效地降低接触热阻,从而促进散热。
3、常用的固液相变材料包括有机相变材料、低熔点合金等。其中,低熔点合金相对于其它固液相变材料来说,其具有更高的导热系数、化学性质更稳定。然而,低熔点合金在熔融状态下的流动性较大,容易发生泄漏,造成电子器件发生短路。目前主要通过将低熔点合金氧化的形式改善其流变性;该种方式虽然减少了熔融合金的泄漏,但也降低了其导热系数。因此,迫切需要可靠性高、导热性强的低熔点合金复合材料。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种导热复合材料及其制备方法和应用,本发明提供的导热复合材料具有较高的热导率和良好的使用稳定性,能够减少在使用过程中发生泄漏。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种导热复合材料,包括低熔点合金和分散于所述低熔点合金中的高表面能颗粒;
3、所述高表面能颗粒包括钨颗粒、钼颗粒或镍颗粒。
4、优选的,所述高表面能颗粒的平均粒径为1~100μm。
5、优选的,所述高表面能颗粒在导热复合材料中的体积百分含量为1~50%。
6、优选的,所述低熔点合金的熔点为40~80℃。
7、优选的,所述低熔点合金包括铟基合金和/或铋基合金。
8、优选的,所述铟基合金包括以下质量百分含量的元素组分:
9、铟 45~55%;
10、铋 30~35%;
11、锡 15~20%。
12、本发明还提供了上述技术方案所述导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:
13、将低熔点合金熔化,得到熔液;
14、将所述熔液和高表面能颗粒混合后定型,得到所述导热复合材料。
15、优选的,所述混合的方式包括搅拌或研磨。
16、优选的,所述搅拌的转速为60~1200r/min,时间为1~20min。
17、本发明还提供了上述技术方案所述导热复合材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的导热复合材料在制备电子器件中的应用。
18、本发明提供了一种导热复合材料,包括低熔点合金和分散于所述低熔点合金中的高表面能颗粒;所述高表面能颗粒包括钨颗粒、钼颗粒或镍颗粒。在本发明中,高表面能颗粒的表面能高于低熔点合金的表面能;低熔点合金在熔融状态下能够充分润湿高表面能颗粒,高表面能颗粒能够形成连续的有效导热路径,并且调控低熔点合金固态下的机械强度和熔融态下的流变性。在本发明中,所述导热复合材料具有较高的热导率和杨氏模量,并且在熔融态下具有较低的流动性,减少了熔融态下泄漏情况的出现,有望用于间歇性、高功率电子器件的高效散热。
1.一种导热复合材料,其特征在于,包括低熔点合金和分散于所述低熔点合金中的高表面能颗粒;
2.根据权利要求1所述导热复合材料,其特征在于,所述高表面能颗粒的平均粒径为1~100μm。
3.根据权利要求1或2所述导热复合材料,其特征在于,所述高表面能颗粒在导热复合材料中的体积百分含量为1~50%。
4.根据权利要求1所述导热复合材料,其特征在于,所述低熔点合金的熔点为40~80℃。
5.根据权利要求1或4所述导热复合材料,其特征在于,所述低熔点合金包括铟基合金和/或铋基合金。
6.根据权利要求5所述导热复合材料,其特征在于,所述铟基合金包括以下质量百分含量的元素组分:
7.权利要求1~6任一项所述导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述制备方法,其特征在于,所述混合的方式包括搅拌或研磨。
9.根据权利要求8所述制备方法,其特征在于,所述搅拌的转速为60~1200r/min,时间为1~20min。
10.权利要求1~6任一项所述导热复合材料或权利要求7~9任一项所述的制备方法制备得到的导热复合材料在制备电子器件中的应用。
