一种超高导热石墨鳞片/铜复合材料及其制备方法

摘要

一种高导热石墨鳞片增强铜基复合材料及制备方法，属于高性能电子封装功能材料领域。复合材料由基体铜或铜合金和已镀覆的增强相高导热石墨鳞片两部分组成，其中镀覆后的石墨鳞片的体积分数为20％-80％。材料制备步骤为：首先对石墨鳞片进行表面改性，在石墨鳞片的表面镀上金属钛、铬、钼、钨或者其相关碳化物的镀层；然后将表面改性后的石墨鳞片与金属基体粉末加入到含有粘结剂、塑性剂的溶剂中，混合均匀得到混合浆料，将浆料放入挤制模具中进行定向挤制，随后脱去粘结剂得到预烧结薄片。将薄片层叠后烧结得到复合材料。本发明所制备的复合材料中鳞片增强相与基体结合良好，鳞片在基体中实现定向排列，具有超高的热导率、可控的热膨胀系数以及良好的加工性。

主权项

一种超高导热石墨鳞片/铜复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料中包覆钛、铬、钼、钨或者其相关碳化物的石墨鳞片增强体与基体铜混合而成，其中石墨鳞片的体积分数在20％‑80％之间；石墨鳞片的平均直径为50μm‑1500μm，长径比在10‑100之间；石墨鳞片的石墨化程度在88％‑99％之间；使用X射线衍射石墨鳞片进行测定其(002)晶面的间距d₀₀₂值在0.3345‑0.3360nm之间；具体制备步骤为：(1)使用盐浴镀、真空微蒸发镀或溶胶凝胶法任意一种镀覆方式，在石墨鳞片的表面镀上金属钛、铬、钼、钨或者其相关碳化物的镀层，镀层厚度在0.1μm‑2μm之间；(2)复合粉体浆料的制备：将按比例称取的石墨鳞片、铜粉基体加入到一定比例组分配制的浆料中混合均匀；浆料的组成包括粘合剂、增塑剂以及溶剂；粘合剂为：PVA、甲基丙烯酸乙酯，加入量为每100g溶剂1‑20g；增塑剂为：液体石蜡、聚乙二醇、甘油，加入量为每100g溶剂1‑5ml；溶剂为水、乙二醇、酒精、正庚烷或其混合物；(3)预烧结薄片的制备：将步骤(2)所述复合粉体浆料混合均匀后倒入挤制成形的模具中进行定向挤制，模具挤出口为长条形，开口宽为0.1mm‑2mm；通过挤制成形得到鳞片在基体金属中定向分布，厚度在0.1‑2mm间的薄片；脱去其中浆料介质得到预烧结薄片；(4)将脱去浆料的预烧结薄片定向排列并层叠，置于石墨模具内，采用保护气体或者真空热压烧结法单向加压烧结致密。