一种定向高导热低膨胀石墨铝复合材料及其制备方法

摘要

一种定向高导热低膨胀石墨铝复合材料及其制备方法，它涉及一种金属基石墨复合材料及其制备方法。它要解决现有石墨铝复合材料的石墨鳞片定向排列性差、致密度低和含夹杂的问题。石墨铝是由鳞片石墨和铝金属制成，该复合材料中鳞片石墨含量为30~70vol.%并呈规则定向排列。制备：一、鳞片石墨装入模具，施加冲击振动，使石墨鳞片呈规则定向排列，形成预制块；二、将钢模具预热，铝金属加热至熔化；三、模具置于压力机台面上，熔化后的铝金属浇注到模具内，通过冲头施加压力；四、保压冷却；五、脱模。本发明的石墨铝复合材料定向导热率高，致密度大于99%，无夹杂。本发明主要应用于高功率密度、高热流密度的电子和微电子设备中。

主权项

一种定向高导热低膨胀石墨铝复合材料，其特征在于定向高导热低膨胀石墨铝复合材料是由定向排列的鳞片石墨和铝金属制成，铝金属为纯铝或铝合金，定向高导热低膨胀石墨铝复合材料中鳞片石墨含量为30～70vol.％，鳞片石墨的定向排列是通过冲击振动形成的，其中，所述的铝合金为Al‑Si合金、Al‑Cu合金、Al‑Mg合金、Al‑Si‑Cu合金、Al‑Si‑Mg合金、Al‑Cu‑Mg合金和Al‑Si‑Cu‑Mg合金中的一种或其中几种的组合，其中Al‑Si合金为在Al中添加1～25wt.％的Si，Al‑Cu合金为在Al中添加1～53wt.％的Cu，Al‑Mg合金为在Al中添加1～38wt.％的Mg；所述的定向高导热低膨胀石墨铝复合材料的制备方法按下列步骤实施：一、将鳞片石墨装入钢模具内，施加冲击振动，形成预制块；二、将钢模具移至加热炉中预热至450～650℃，然后将铝金属加热至熔化；三、将钢模具置于压力机台面上，将熔化后的铝金属浇注到钢模具内，通过冲头在压力机上施加压力；四、保压冷却；五、从钢模具中取出定向高导热低膨胀石墨铝复合材料；其中步骤二铝金属成分为纯Al、或在Al中添加1～25wt.％的Si、或添加1～53wt.％的Cu、或添加1～38wt.％的Mg，其中一种或几种成分组合；步骤三中施加压力为20MPa～50MPa；步骤一中施加冲击振动，振动峰值加速度为49～980m/s²，振动次数10～50次。