本发明属于材料,主要涉及一种高导热热界面材料及其制备方法,特别适用于电子设备、航空航天等领域。
背景技术:
1、随着电子芯片性能的提升和尺寸的微型化,芯片呈现出越来越高的热流密度。据相关理论模拟,当芯片的平均热流密度达到500w/cm2时,局部热点热流密度将超过1000w/cm2,若芯片长时间在高温条件下运行,将会对芯片造成不可逆转的损坏,因此芯片的温度控制至关重要。研究表明,在70℃~80℃内,单个电子元件的温度每升高10℃,性能降低50%,有超过55%的电子设备失效形式都是温度过高引起的。因此,为保证芯片工作的可靠性和稳定性,高效的散热技术成为迫切需求。
2、以散热器以及热界面材料为主的热管理系统在芯片热失控下具有可靠的保障能力。然而外接散热器件对于电子芯片来说占地过大,如果特殊构造需要通过不断设计、优化来实现,相当耗时耗力。此外散热器与热源之间的空隙(空气导热率:0.027w/m·k)也使散热器散热能力大大下降。为了使散热器与热源之间具有良好的散热通道以及散热器更好地模块化生产,高导热率热界面材料在此过程中起到了关键作用。因此,市场急需热导率高、导热效果良好的高导热硅脂,满足市场对导热的需求。
技术实现思路
1、解决的技术问题:本发明提供一种高导热热界面材料及其制备方法,相比于商业界面热材料,含氟石墨烯材料能够更好地混入硅油中,使界面热材料具有更高的导热率,同时制备工艺简单,有利于大规模生产、制造。
2、技术方案:一种高导热热界面材料的制备方法,按如下物料比例的制备步骤为:a.在捏合机中加入1~5kg的12500cs硅油和0.1~2kg的kh-174硅烷偶联剂,搅拌均匀;b.继续加入1~3kg三氧化二铝粉,搅拌均匀,使铝粉和硅油充分混合;c.继续加入氧化镁0.5~3kg,搅拌均匀,使镁粉和硅油充分混合;d.设置捏合机的温度50~80℃,真空度为-0.1kpa,搅拌均匀;e.将原料倒入三辊机中,加入2~10g的含氟石墨烯原料,搅拌均匀,获得高导热高电阻的热界面材料。
3、优选的,上述三氧化二铝粉末添加量为2.5kg。
4、优选的,上述氧化镁粉末添加量为0.6kg。
5、优选的,上述含氟氧化石墨烯粉末添加量为5g。
6、优选的,上述捏合机设置的温度为60℃。
7、优选的,上述步骤c中的搅拌时间为10min。
8、优选的,上述步骤d中的搅拌时间为60min。
9、上述方法制得的高导热热界面材料。
10、有益效果:本发明能够降低界面热材料的表面势能,使含氟石墨烯材料充分混入界面热材料中,形成更多导热通道,最终达到更高的导热率。此外,工艺方面并没有太大改变,从而能够减少由于工艺变化导致的产品效能改变。
1.一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,按如下物料比例的制备步骤为:a.在捏合机中加入1~5 kg的12500cs硅油和0.1~2 kg的kh-174硅烷偶联剂,搅拌均匀;b.继续加入1~3 kg三氧化二铝粉,搅拌均匀,使铝粉和硅油充分混合;c.继续加入氧化镁0.5~3kg,搅拌均匀,使镁粉和硅油充分混合;d.设置捏合机的温度50~80℃,真空度为-0.1kpa,搅拌均匀;e.将原料倒入三辊机中,加入2~10 g的含氟石墨烯原料,搅拌均匀,获得高导热高电阻的热界面材料。
2.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述三氧化二铝粉末添加量为2.5 kg。
3.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述氧化镁粉末添加量为0.6 kg。
4.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述含氟氧化石墨烯粉末添加量为5 g。
5.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述捏合机设置的温度为60℃。
6.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述步骤c中的搅拌时间为10min。
7.根据权利要求1所述一种高导热热界面材料的制备方法,其特征在于,所述步骤d中的搅拌时间为60min。
8.权利要求1~7任一所述方法制得的高导热热界面材料。