CN112852389A - 一种5g通讯用高强度导热材料及其制备方法 - Google Patents

一种5g通讯用高强度导热材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:6‑10份石墨烯纳米片、2‑6份硼酸锌、2‑6份硅烷偶联剂、11‑15份铝块、12‑16份分散液。本发明还提供了一种5G通讯用高强度导热材料的制备方法。本发明通过石墨烯纳米片与铝块,经过硅烷偶联剂,石墨烯纳米片与铝块均匀混合,在材料成型后,在保持导热性能的同时还提高了导热材料的硬度,在使用的过程中不易发生断裂,极大的提高了导热材料的使用寿命,硬度高,不易发生断裂,使用寿命长。

Description

一种5G通讯用高强度导热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热材料技术领域,尤其涉及一种5G通讯用高强度导热材料及其制备方法。
背景技术
第五代移动通信技术简称5G或5G技术是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G、3G和2G***之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高***容量和大规模设备连接。
5G通讯发展使得电子产品的功率逐渐增大,随之而来的便是电子产品的导热问题,导热性能的优劣影响***的稳定性和硬件的寿命,现有的导热材料在对电子零件进行导热时,由于自身的硬度较差,电子产品在受到外部震动后容易发生断裂,从而降低了导热材料的使用寿命。
发明内容
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的硬度较差,容易发生断裂的问题。
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
6-10份石墨烯纳米片、2-6份硼酸锌、2-6份硅烷偶联剂、11-15份铝块、12-16份分散液。
优选的,所述硼酸锌粉与所述硅烷偶联剂的质量比为1:1。
优选的,所述分散液为去离子水。
优选的,所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
本发明还提供了一种5G通讯用高强度导热材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合40-50min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为40-50℃,并进行搅拌,搅拌时间为10-15min,再加入硅烷偶联剂搅拌,搅拌时间为6-10min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为30-260℃,预热时间为1-1.2h;
(2)第一阶段控制温度为400-600℃,预热时间为0.4-1h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
优选的,所述S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1000-1200℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为3-5h。
优选的,所述S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为400-600℃,退火时间为2-4h;
(2)调节温度为30-60℃,退火时间为4-6h。
优选的,所述S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为80-100℃,预热时间为30-35min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为1-5mm。
本发明提出的一种5G通讯用高强度导热材料及其制备方法,有益效果在于:
通过石墨烯纳米片与铝块,经过硅烷偶联剂,石墨烯纳米片与铝块均匀混合,在材料成型后,在保持导热性能的同时还提高了导热材料的硬度,在使用的过程中不易发生断裂,极大的提高了导热材料的使用寿命,硬度高,不易发生断裂,使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
6份石墨烯纳米片、2份硼酸锌、2份甲基三甲氧基硅烷、11份铝块、12份去离子水。
硼酸锌粉与硅烷偶联剂的质量比为1:1。
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合40min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,避免影响材料的性能,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为40℃,并进行搅拌,搅拌时间为10min,再加入硅烷偶联剂搅拌,各物料之间相互混合,搅拌时间为60min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为30℃,预热时间为1h;
(2)第一阶段控制温度为400℃,预热时间为0.4h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1000℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为3h。
S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为400℃,退火时间为2h;
(2)调节温度为30℃,退火时间为4h。
S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为80℃,预热时间为30min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为1mm。
实施例2
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
7份石墨烯纳米片、3份硼酸锌、3份甲基三甲氧基硅烷、12份铝块、13份去离子水。
硼酸锌粉与硅烷偶联剂的质量比为1:1。
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合42min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,避免影响材料的性能,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为42℃,并进行搅拌,搅拌时间为11min,再加入硅烷偶联剂搅拌,各物料之间相互混合,搅拌时间为7min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为100℃,预热时间为1.05h;
(2)第一阶段控制温度为450℃,预热时间为0.5h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1050℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为3.5h。
S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为450℃,退火时间为2.5h;
(2)调节温度为38℃,退火时间为4.5h。
S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为85℃,预热时间为31min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为2mm。
实施例3
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
8份石墨烯纳米片、4份硼酸锌、4份甲基三甲氧基硅烷、13份铝块、14份去离子水。
硼酸锌粉与硅烷偶联剂的质量比为1:1。
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合45min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,避免影响材料的性能,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为45℃,并进行搅拌,搅拌时间为13min,再加入硅烷偶联剂搅拌,各物料之间相互混合,搅拌时间为8min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为160℃,预热时间为1.1h;
(2)第一阶段控制温度为500℃,预热时间为0.5h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1100℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为4h。
S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为500℃,退火时间为2-4h;
(2)调节温度为44℃,退火时间为5h。
S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为90℃,预热时间为32min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为3mm。
实施例4
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
9份石墨烯纳米片、5份硼酸锌、5份甲基三甲氧基硅烷、14份铝块、15份去离子水。
硼酸锌粉与硅烷偶联剂的质量比为1:1。
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合48min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,避免影响材料的性能,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为48℃,并进行搅拌,搅拌时间为14min,再加入硅烷偶联剂搅拌,各物料之间相互混合,搅拌时间为9min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为200℃,预热时间为1.15h;
(2)第一阶段控制温度为550℃,预热时间为0.8h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1150℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为4.5h。
S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为550℃,退火时间为3.5h;
(2)调节温度为52℃,退火时间为5.5h。
S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为95℃,预热时间为33min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为4mm。
实施例5
本发明提出了一种5G通讯用高强度导热材料,其重量按下列配比:
10份石墨烯纳米片、6份硼酸锌、6份甲基三甲氧基硅烷、15份铝块、16份去离子水。
硼酸锌粉与硅烷偶联剂的质量比为1:1。
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合50min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,避免影响材料的性能,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为50℃,并进行搅拌,搅拌时间为15min,再加入硅烷偶联剂搅拌,各物料之间相互混合,搅拌时间为10min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为260℃,预热时间为1.2h;
(2)第一阶段控制温度为600℃,预热时间为1h;
S4:将混合粉末放入石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1200℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为5h。
S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为600℃,退火时间为4h;
(2)调节温度为60℃,退火时间为6h。
S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为100℃,预热时间为35min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为5mm。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,其重量按下列配比:
6-10份石墨烯纳米片、2-6份硼酸锌、2-6份硅烷偶联剂、11-15份铝块、12-16份分散液。
2.根据权利要求1所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述硼酸锌粉与所述硅烷偶联剂的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述分散液为去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种5G通讯用高强度导热材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:将石墨烯纳米片、硼酸锌与铝块投入研磨机中,充分研磨混合40-50min,研磨结束后将混合物料充分干燥除去水分,得到混合粉末;
S2:将混合粉末加入去离子水中,保证水的温度为40-50℃,并进行搅拌,搅拌时间为10-15min,再加入硅烷偶联剂搅拌,搅拌时间为6-10min;
S3:将混合液导入预热箱中进行预热处理,得到混合粉末,预热处理步骤:
(1)第一阶段控制温度为30-260℃,预热时间为1-1.2h;
(2)第一阶段控制温度为400-600℃,预热时间为0.4-1h;
S4:将混合粉末放入经过处理的石墨模具中热压烧结;
S5:热压烧结后进行退火处理,得到高强度导热材料。
6.根据权利要求5所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述S4中热压烧结为预热后的混合粉末在1000-1200℃的大气环境条件下进行烧结,烧结时间为3-5h。
7.根据权利要求5所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述S5中退火处理:
(1)将烧结后的导热材料进行降温处理,控制温度为400-600℃,退火时间为2-4h;
(2)调节温度为30-60℃,退火时间为4-6h。
8.根据权利要求5所述的一种5G通讯用高强度导热材料,其特征在于,所述S4中石墨模具的处理为石墨模具采用清水清洗,清洗后进行风干,将风干后的石墨模具放置加热箱进行预热,加热箱的温度为80-100℃,预热时间为30-35min,取出自然冷却至常温,在在石墨模具内外表面均涂覆陶瓷粉末,陶瓷粉末的厚度为1-5mm。
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