本申请涉及散热,具体而言,涉及一种导热材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、随着科技的不断进步,电子元器件和电子设备向小型化和微型化方向发展,但其因为散热问题带来的负面影响也随之日益严重,散热设计已成为现代电子电器行业的重要组成部分,此时则需要导热的绝缘材料将所产生的热量散出,使用散热片导出热量是较为常用的散热方法。
2、液态金属具有热阻低,导热率高的特点,是近十年来发展起来的一种新型导热界面材料。但目前由液态金属通常是在电子设备的模组或芯片上涂抹,该操作较为困难。
技术实现思路
1、本申请提供了一种导热材料及其制备方法和应用,其能够使液态金属直接贴附在电子设备上进行散热,避免进行涂抹的操作,有效的降低了液态金属进行散热的难度。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种导热材料,导热材料包括骨架金属层和液态金属层,液态金属层附着于骨架金属层的至少部分表面,液态金属层包括液态金属基体和分布于液态金属基体内的磁性颗粒。
3、在上述实施过程中,通过将液态金属制成液态金属层附着于骨架金属层,并在液态金属层能添加磁性颗粒,可利用其磁性将整个导热材料贴附到待散热的电子设备上进行散热,避免进行涂抹的操作,有效的降低了液态金属进行散热的难度。并且,由于磁性颗粒分布于液态金属基体内,磁性颗粒能够对液态金属产生取向作用,更有利于液态金属层的散热效果。
4、作为一种可选的实施方式,磁性颗粒的密度和液态金属基体的密度差值在1g/cm3以内。
5、在上述实施过程中,通过控制磁性颗粒的密度和液态金属基体的密度差值在1g/cm3以内,降低磁性颗粒在制备或者使用过程中受重力或浮力的影响朝一侧聚集的可能,使得磁性颗粒能够较为均匀的分布于液态金属基体内,降低其对液态金属散热的影响。
6、作为一种可选的实施方式,磁性颗粒为核壳结构,磁性颗粒的核为磁性本体,磁性颗粒的壳层材料的密度和磁性本体的密度不同,以实现对整个磁性颗粒的密度进行调节。
7、在上述实施过程中,通过采用两种材料形成核壳结构能够较为简便的调节整个磁性颗粒的密度以与液态金属基体的密度匹配。
8、作为一种可选的实施方式,磁性本体的材料包括铁、氧化铁、镍和汝铁硼磁体材料中的至少一种;和/或
9、壳层的材料包括二氧化硅和银中的至少一种。
10、在上述实施过程中,通过以磁性本体为核,以二氧化硅和/或银为壳层,能够避免磁性本体和液态金属接触,降低其与液体金属在制备或者使用过程中发生合金化的概率,进而降低其对液态金属层导热性能的影响。尤其是采用银作为壳层材料,其与液态金属具有更好的相容性,更有利于整个液态金属层的导热性能。
11、作为一种可选的实施方式,磁性本体的粒径为300~700nm。
12、作为一种可选的实施方式,液态金属基体的成分包括液态金属,液态金属的熔点不超过75℃;和/或
13、骨架金属层的材料的熔点不小于100℃。
14、在上述实施过程中,通过控制液态金属的熔点不超过60℃,实现液态金属层在使用过程中能够发生一定程度的熔化,熔化后的液态金属能够起到填缝作用,进而缩小液态金属层和待散热电子设备的缝隙。同时使骨架金属层的材料的熔点不小于80℃,避免其在使用过程中发生熔化,起到骨架作用,减小液态金属熔化后发生流淌的概率。
15、作为一种可选的实施方式,液态金属包括inbisnga合金;和/或
16、骨架金属层的材料包括in。
17、作为一种可选的实施方式,骨架金属层的厚度为0.05~0.5mm;和/或
18、液态金属层的厚度为5~50μm。
19、在上述实施过程中,通过控制液态金属层的厚度为5~50μm,可有效的减小液态金属熔化后发生流淌的概率。
20、第二方面,本申请实施例提供了一种第一方面提供的导热材料的制备方法,方法包括:
21、将磁性颗粒和液态金属熔液进行混合,后冷铸成型,得到液态金属片;
22、将液态金属片和骨架金属片进行压制复合,得到导热材料。
23、在上述实施过程中,通过分别得到液态金属片和骨架金属片后,压制复合得到导热材料,利用其在使用过程中,液态金属的熔融来实现填缝,进而起到较好的导热效果。同时通过将液态金属制成液态金属层附着于骨架金属层,并在液态金属层能添加磁性颗粒,可利用其磁性将整个导热材料贴附到待散热的电子设备上进行散热,避免进行涂抹的操作,有效的降低了液态金属进行散热的难度。并且,由于磁性颗粒分布于液态金属基体内,磁性颗粒能够对液态金属产生取向作用,更有利于液态金属层的散热效果。
24、第三方面,本申请实施例提供了一种导热材料的应用,导热材料包括第一方面提供的导热材料,应用包括将导热材料用于电子元件的散热。
1.一种导热材料,其特征在于,所述导热材料包括骨架金属层和液态金属层,所述液态金属层附着于所述骨架金属层的至少部分表面,所述液态金属层包括液态金属基体和分布于所述液态金属基体内的磁性颗粒。
2.根据权利要求1所述的导热材料,其特征在于,所述磁性颗粒的密度和所述液态金属基体的密度差值在1g/cm3以内。
3.根据权利要求2所述的导热材料,其特征在于,所述磁性颗粒为核壳结构,所述磁性颗粒的核为磁性本体,所述磁性颗粒的壳层材料的密度和所述磁性本体的密度不同,以实现对整个所述磁性颗粒的密度进行调节。
4.根据权利要求3所述的导热材料,其特征在于,所述磁性本体的材料包括铁、氧化铁、镍和汝铁硼磁体材料中的至少一种;和/或
5.根据权利要求3至4中任一项所述的导热材料,其特征在于,所述磁性本体的粒径为300~700nm。
6.根据权利要求1所述的导热材料,其特征在于,所述液态金属基体的成分包括液态金属,所述液态金属的熔点不超过75℃;和/或
7.根据权利要求6所述的导热材料,其特征在于,所述液态金属包括inbisnga合金;和/或
8.根据权利要求1所述的导热材料,其特征在于,所述骨架金属层的厚度为0.05~0.5mm;和/或
9.一种权利要求1至8中任一项所述的导热材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
10.一种导热材料的应用,其特征在于,所述导热材料包括权利要求1至8中任一项所述的导热材料,所述应用包括将所述导热材料用于电子元件的散热。
