一种高导热长石墨纤维Cu导热带及其制备方法与流程

专利2022-05-09  1


50min。
17.本发明的有益效果是,导热带中高导热长石墨纤维起到传输热的作用,同时铜合金可以增加导热带的柔韧性,不仅提高了导热性能,同时还降低了导热带的重量,比铜的导热率高,且重量减轻三分之一以上。
18.本发明的高导热长石墨纤维/cu导热带由高导热长石墨纤维和铜合金复合而成。首先将一定直径的高导热长石墨纤维编织成需要的厚度和宽度,然后放置于真空环境下的熔融铜合金中,熔渗完全后拉离金属液面,待冷却后表面打磨、抛光,制备得到高导热长石墨纤维/cu导热带。本发明制备导热带热导率高,密度低,且柔韧性好,适于航空航天部件散热量大但空间狭小的部位,可将热量快速导出。
附图说明
19.图1为高导热长石墨纤维/cu导热带制备方法流程图。
20.图2为实施例1制备高导热长石墨纤维/cu导热带剖面结构示意图。
21.主要附图标记说明:
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高导热石墨纤维
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铜合金
具体实施方式
[0023]
如图1所示,高导热长石墨纤维/cu导热带制备时,首先,将高导热长石墨纤维编织成所需要的宽度和厚度的预制体,真空熔炼铜合金;然后,采用熔渗工艺,将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中,熔融铜合金的温度为1100-1300℃,浸渗完全,浸渗时间为10-50min;再在熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;最后,将上述复合材料带表面打磨、抛光,得到高导热长石墨纤维/cu导热带。
[0024]
如图2所示,本发明的高导热长石墨纤维/cu导热带,由高导热石墨纤维1和铜合金2复合而成,采用熔渗工艺将铜合金2充填在高导热石墨纤维1编织成的预制体内的孔隙中。石墨纤维的体积含量在20%-60%,铜合金2体积含量在40%-80%。高导热石墨纤维1的直径在10-20μm,高导热石墨纤维1的热导率在600-1000w/mk。铜合金2为cu-cr合金、cu-ti合金、cu-b合金等。
[0025]
实施例1:
[0026]
采用直径15μm、热导率650w/mk的长石墨纤维编织成体积分数20%的预制体(二维布),放入1100℃熔融的cu-2wt%b合金中,熔渗15分钟,将石墨纤维预制体拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;将复合材料进行表面打磨、抛光,制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带,石墨纤维的体积含量为20%,铜合金的体积含量为80%,导热带的密度为7.5g/cm3,石墨纤维长度方向的热导率为500w/mk。
[0027]
实施例2:
[0028]
采用直径10μm、热导率700w/mk的长石墨纤维编织成体积分数30%的厚度1mm的纤维布,放入1150℃熔融的cu-5wt%cr合金中,熔渗10分钟,将石墨纤维预制体拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;将复合材料进行表面打磨、抛光,制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带,石墨纤维的体积含量为30%,铜合金的体积含量为70%,导热带
的密度为6.8g/cm3,石墨纤维长度方向的热导率为650w/mk。
[0029]
实施例3:
[0030]
采用直径18μm、热导率800w/mk的长石墨纤维编织成体积分数50%的直径20mm、厚度30mm的立体预制体,放入1300℃熔融的cu-1.5wt%ti合金中,熔渗50分钟,将石墨纤维预制体拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;将复合材料进行表面打磨、抛光,制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带,石墨纤维的体积含量为50%,铜合金的体积含量为50%,导热带的密度为5.4g/cm3,石墨纤维长度方向的热导率为700w/mk。
[0031]
实施例4:
[0032]
采用直径20μm、热导率700w/mk的长石墨纤维编织成体积分数40%的宽为2mm、长为30mm的带状预制体,放入1200℃熔融的cu-3wt%cr合金中,熔渗20分钟,将石墨纤维预制体拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;将复合材料进行表面打磨、抛光,制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带,石墨纤维的体积含量为40%,铜合金的体积含量为60%,导热带的密度为6.1g/cm3,石墨纤维长度方向的热导率为600w/mk。
[0033]
本发明实施例中制备的导热带热导率高,密度低,且柔韧性好,适用于散热量大但空间狭小的部位,可将热量快速导出。

技术特征:
1.一种高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:由高导热长石墨纤维和铜合金复合构成,所述的高导热长石墨纤维编织成预制体,所述的铜合金充填在预制体内。2.根据权利要求1所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:所述高导热长石墨纤维的体积含量为20%-60%,铜合金的体积含量为40%-80%。3.根据权利要求2所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:采用熔渗方式将铜合金充填在高导热长石墨纤维编织的预制体中。4.根据权利要求3所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:所述高导热长石墨纤维的直径为10-20μm。5.根据权利要求4所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:所述高导热长石墨纤维的热导率在600-1000w/mk。6.根据权利要求5所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:所述的高导热长石墨纤维编织成的预制体为带、布或三维形状。7.根据权利要求1所述的高导热长石墨纤维/cu导热带,其特征在于:所述铜合金为cu-cr合金、cu-ti合金或cu-b合金。8.根据权利要求1-7中任一项所述的高导热长石墨纤维/cu导热带的制备方法,包括如下步骤:(1)将高导热长石墨纤维编织成预制体;(2)真空熔炼铜合金;(3)将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中,浸渗完全;(4)待熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料;(5)将所述复合材料带表面打磨、抛光,得到高导热长石墨纤维/cu导热带。9.根据权利要求8所述的高导热长石墨纤维/cu导热带的制备方法,其特征在于:所述熔融铜合金的温度为1100-1300℃,所述浸渗的时间为10-50min。
技术总结
本发明涉及一种高导热长石墨纤维/Cu导热带及其制备方法,属于热管理材料技术领域。该导热带由高导热长石墨纤维和铜合金复合构成,高导热长石墨纤维编织成预制体,铜合金充填在预制体内。将高导热长石墨纤维编织成预制体;真空熔炼铜合金;将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中,浸渗完全;待熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面,冷却后得到长石墨纤维/Cu复合材料;将所述复合材料带表面打磨、抛光,得到高导热长石墨纤维/Cu导热带。本发明制备导热带热导率高,密度低,且柔韧性好,适于航空航天部件散热量大但空间狭小的部位,可将热量快速导出。可将热量快速导出。可将热量快速导出。


技术研发人员:张习敏 郭宏 黄树晖 解浩峰 黄国杰 彭丽军 李增德 杨振 张文婧 李卿
受保护的技术使用者:有研工程技术研究院有限公司
技术研发日:2019.12.31
技术公布日:2021/7/15

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