超薄高導(dǎo)熱石墨片制備方式
超薄高導(dǎo)熱石墨片民用制備技術(shù)的成功應(yīng)用,讓其迅速成為近年來全新導(dǎo)熱散熱材料的新寵。散熱石墨片平面內(nèi)具有150-1500 W/m-K范圍內(nèi)的超高導(dǎo)熱性能。導(dǎo)熱石墨材料(Thermal Flexible Graphite sheet)的化學(xué)成分主要是單一的碳(C)元素。使用薄膜高分子化合物通過化學(xué)方法高溫高壓下得到石墨化薄膜,因?yàn)樘荚厥欠墙饘僭?,但其卻具有金屬材料的導(dǎo)電,導(dǎo)熱性能。同時(shí)還具有塑料材料的高可塑性,化學(xué)穩(wěn)定性??稍诠腆w表面的涂抹多種復(fù)合材料使其具備多種物理化學(xué)特性。
超薄高導(dǎo)熱石墨片的成功研發(fā)給產(chǎn)品的熱量管理設(shè)計(jì)提供了又一種綜合高性能解決方案選擇。其在散熱導(dǎo)熱領(lǐng)域帶來新的技術(shù)方案讓電子工業(yè)熱量管理的創(chuàng)新新技術(shù)提供了另一個(gè)臺(tái)階,更好解決了電子設(shè)備的熱設(shè)計(jì)難題。導(dǎo)熱石墨片相比與傳統(tǒng)的硅膠類導(dǎo)熱材料其具有一下特點(diǎn):
a、高導(dǎo)熱石墨片平面內(nèi)具有k=150~1700的超高導(dǎo)熱特性,易施工、柔軟、可壓縮。
b、可提供包覆(如有絕緣要求)和非包覆,亦可以被修邊,壓制成型或涂覆膠水和塑膠。
c、溫度適用范圍從極低溫到3000℃(惰性環(huán)境下),無(wú)氣體和液體滲透性,石墨層不老化和脆化。
d、適用于大多數(shù)化學(xué)品介質(zhì),石墨材料是導(dǎo)熱矽脂及相變材料一個(gè)很好的替代方案??砂纯蛻籼厥庖笥喼?。
目前超薄高導(dǎo)熱石墨片的制備方法主要有化學(xué)提純和物理提純兩種方法。
(1)化學(xué)提純:
利用石墨耐酸、堿、抗腐蝕的性質(zhì),用酸、堿處理石墨精礦,使雜質(zhì)溶解,然后洗滌掉,提高精礦品位?;瘜W(xué)提純可獲品位為99%的高碳石墨?;瘜W(xué)提純有多種方法,國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的是氫氧化鈉高溫熔融法。
基本原理是在500℃以上高溫條件下,使石墨中的雜質(zhì)(以硅酸鹽礦物為主)與燒堿,用水浸取反應(yīng)物,即可消除掉部分雜質(zhì)。另一部分雜質(zhì),如鐵的氧化物,堿熔后用HCl中和,生成可溶子水的氯化鐵,用水洗滌即可除去。
上述的制備方法成本較高。為解決或改善上述不足,河南省地礦廳巖礦測(cè)試中心研制了提純高碳石墨新工藝,以離心洗滌取代V型洗滌槽,將廢液處理后循環(huán)使用。采用這種新工藝,可降低材料成本50%左右,節(jié)水50%左右,產(chǎn)率提高10%左右,并減少了廢液對(duì)環(huán)境的污染。石墨固定碳含量大于99%,回收率達(dá) 92.8%。
(2)物理提純:
又稱為高溫提純。原理是利用石墨耐高溫的性質(zhì),將其置于電爐中,隔絕空氣加熱到2500℃,使灰分(即雜質(zhì))揮發(fā)掉,從而提高精礦品位。高溫提純可獲品位為99.9%的高純石墨,再通過人工壓制成片狀。
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