專利名稱：傳熱復(fù)合材料、相關(guān)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該本發(fā)明涉及傳熱復(fù)合材料、傳熱裝置和制造方法。
背景技術(shù)：
微電子技術(shù)的發(fā)展所產(chǎn)生的電子器件以前所未有的高速度處理信號和數(shù) 據(jù)。電子和/或集成電路("IC")裝置、例如微艦器、存儲錢等更,化， 同時對散熱的要求更高。必須從半導(dǎo)體高效地除去熱以防止該體系變得不穩(wěn)定 或者受損。往往用散熱器(heat spreader)和/或吸熱設(shè)備從電子元件表面向一 般為大氣的較冷環(huán)境散熱。
使用諸如散熱片和/或吸熱設(shè)備之類的傳熱裝置通過傳導(dǎo)從電子裝置除去 熱量是工業(yè)中的一個持續(xù)研究領(lǐng)域。美國專利No. 5,998,733公開了一種電子外 織裝(electronic housing package)，其包含用于從該體系散熱的石墨-金屬基 質(zhì)復(fù)合件，在鋁基質(zhì)中包含70-90體積％石墨。美國公幵專利No. 20050189647 公開了一種復(fù)合散熱片，其包含包埋在石墨層之間的金剛石顆粒(diamond grit),鋁金屬基質(zhì)將石墨和金剛石顆粒包容為固結(jié)塊。在此參考文獻(xiàn)中金剛 石顆粒的用途在于"肖灘使石墨這種各向異性:材料應(yīng)用于被設(shè)計來提供各向同 性熱傳導(dǎo)的散熱片。"
金剛石顆粒具有在很多方向超過1300 W/m/°K的優(yōu)異導(dǎo)熱性。然而，金 剛石非常昂貴并且必須以粉末形式使用，因而在控?zé)嵫b置中不是實(shí)用的選擇。 由于將金剛石以很多小顆?；蛘叻勰饺霃?fù)合材料中，其也具有大的界面面 積。這種數(shù)量十足(sheer quantity)的金剛石顆粒也對于通過的熱產(chǎn)生更多界 面而形成熱屏障，且降低最終的整體導(dǎo)熱率。因此，仍需要具有各向同性的控 熱才才料。本發(fā)明涉及一種傳熱復(fù)合材料，其主要由在金屬基質(zhì)中的高傳導(dǎo)性熱 解石墨介質(zhì)組成，設(shè)計成,低密度的、在任意方向上具有相對均勻?qū)崧什?br> 且導(dǎo)熱率接近金剛石(最高為1000W/m/。K)的控?zé)嵫b置。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于將來自電子裝置或者類似需要去除熱量的體系的熱量 散發(fā)的傳熱復(fù)合材料。在一個具體實(shí)施方式
中,，傳熱復(fù)合材料包括在一喊基質(zhì) 中的許多個熱解石墨碎片，該一喊基質(zhì)將熱解石墨碎片包容在固結(jié)塊中。在一 個具體實(shí)施方式
中，傳熱復(fù)合材料包括無規(guī)分布在一繊基質(zhì)中的一定量的熱解 石墨碎片。在另一個具體實(shí)施方式
中，傳熱復(fù)合材料包括置^一喊材料的片 材層之間的不同熱解石墨碎片層。本發(fā)明還涉及構(gòu)造傳熱復(fù)合材料的方法，包含的步驟有在含有非碳各向 同性材料的基質(zhì)中布置許多個熱解石墨碎片，形戯夫狀(mass)或者松散(bulk) 材料；以及在一一碳各向同性基質(zhì)中加熱熱解石墨塊至足夠的溫度和壓力以使熱 解石墨碎片包埋于該非碳基質(zhì)中。在一個具體實(shí)施方式
中， 一喊材料基質(zhì)呈鋁 片材層的形式，并且熱解石墨碎片分布于該鋁片材層之間。


圖1A、 IB和1C是用于審臘本發(fā)明傳熱裝置的復(fù)合材料料塊的不同具體 實(shí)施方式的透視圖。圖2是本發(fā)明傳熱復(fù)合材料的另一具體實(shí)施方式
的截面圖，其中熱解石墨 碎片分布在一喊材料層之間。圖3A是圖2所圖解的傳熱復(fù)合材料另一具體實(shí)施方式
的截面圖。圖3B是圖2所圖解的傳熱復(fù)合材料具體實(shí)施方式
的俯視圖，顯示了熱解石墨碎片包埋于該一喊材料層中的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如在本文中所用的，在不導(dǎo)致與其有關(guān)的基本功能改變下，可以用近似用 語來修飾任意可變的數(shù)值表述。因此，在某些情況下，由諸如"基本上"之類 的術(shù)語所1,的數(shù)值不局限于特定的精確數(shù)值。在說明書和權(quán)利要求中所有范 圍包括端點(diǎn)，并且能獨(dú)立組合。在說明書和權(quán)利要求中，數(shù)值不局限于特定數(shù) 值，而可以包括不同于該特定數(shù)值的數(shù)值。數(shù)值應(yīng)理解為模糊至足以包括所表 達(dá)數(shù)值的近似數(shù)值，允許由于本領(lǐng)域已知測量,fV鄉(xiāng)來測量數(shù)值的儀器精 度造成的實(shí)，差。除非文中有另外的明確說^^，否則如本說明書和所附權(quán)利要求所用的單數(shù) 形式"一個""一種"和"該"雜括復(fù)數(shù)指代。因此，例如就"一種熱解石 墨碎片"和"熱解石墨顆粒"而言包括一種或者多種上述碎片^#顆粒。如本文所用的，在指代用作傳熱復(fù)合材料中的高導(dǎo)熱介質(zhì)的熱解石墨(PG)顆粒時，術(shù)語"碎片"與"顆粒"可相互替換使用。如本文所用的， 術(shù)語高導(dǎo)熱介質(zhì)指在ab方向?qū)嵝阅転?00-1850 W/m-°K (或者理論導(dǎo)熱率) 的熱解石墨碎片。傳熱復(fù)合纟才料:如本文所用的，術(shù)語"熱解石墨"可以與"熱熱解石墨" ("TPG")、"高度取向熱解石墨"("HOPG")、或者壓縮退火熱解石墨("CAPG") 相互替換^(柳，指代面內(nèi)(a-b方向)導(dǎo)熱率范圍從熱解石墨的300 W/m-。K至 TPG、 HOPG或者CAPG的1800W/m-。K的石墨材料。熱解石墨(PG)是石墨的獨(dú)特形式，其通過在很高溫度下于真空爐中將 '0體分解制備。得到的是超純產(chǎn)物，其接近理論密度且極端各向異性，在ab 方向的面內(nèi)導(dǎo)熱率為300 W/m-。K,而在c方向為3.5 W/m-°K。 TPG、 HOPG 或者CAPG指由相當(dāng)大尺寸晶體組成的熱解石墨的特定形式，該晶淋目互之間高度皿或者取向并且具有良好序列的碳層或者高度i^的晶體取向。在一個具體實(shí)施方式
中，TPG的面內(nèi)導(dǎo)熱率大于1500 W/m-。K,而c方向?qū)崧市∮?20 W/m-。K。在另一個具體實(shí)施方式
中，TPG其(a-b)平面表面導(dǎo)熱率大于n00 W/m-。K。熱解石墨("PG")商購自GE Advanced Ceramics of Strongsville' OH。熱 解石墨材料按標(biāo)準(zhǔn)或者訂購尺寸和或熱絕緣體、火箭噴口、離子束柵極等應(yīng)用 形式商業(yè)化。在制造熱解石墨碎片中存在一些因尺寸誤差和或加工損傷產(chǎn)生的 辦廢品PG碎片。t服加X/鉆床加工中存在剩余PG碎片。還存在層剝離的 或者尺寸不可4頓等的PG碎片。這些碎片一般被丟棄，并且尺寸和微無規(guī)。 如本文所用的，該一般被丟棄的碎片通常稱為"再生PG碎片"。該再生PG 碎片在任意取向上具有幾 至10英寸范圍(按最長尺寸)的尺寸。該再生PG 碎片具有無規(guī)大塊或者斷片至立方體、圓柱體、半圓柱體、正方、橢圓、半橢圓、楔形等待定幾何形體的形狀。在一個具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的傳熱復(fù)合材料使用再生PG碎片作為高導(dǎo)熱介質(zhì)。在另一個具體實(shí)施方式
中，商購得到的或者"未用過的"PG材料 可以用作高導(dǎo)熱介質(zhì)。在第三個具體實(shí)施方式
中，使用再生的和未用過的PG
材料的混，。在一個使用再生碎片的具體實(shí)施方式
中，該碎片可以破碎為片狀并分揀為適當(dāng)?shù)某叽绾兔箢悇e，如最長尺寸小于0.5厘米的PG碎片、通 常最小尺寸至少是l英寸的大塊PG碎片、通常尺寸拉長的PG碎片(如條帶)等。該分揀y篩分可以手工進(jìn)行，或者可以使用本領(lǐng)域己知的分揀機(jī)械完成。在一個具體實(shí)施方式
中，可使用不同尺寸和 分布的PG碎片的混合物使傳熱 復(fù)合材料的各向同性性育撮大化。在一個具體實(shí)施方式
中，熱解石墨碎片的存在量大于該傳熱復(fù)合材料體積 的約50%。在某些具體實(shí)施方式
中，熱解石墨的存在量可為約30體積％>約95 ^^只％。在另一些具體實(shí)施方式
中，熱解石墨的存在量可為約40體積％~約60 術(shù)只％。將熱解石墨碎片結(jié)合在包含一喊各向同性材料的基質(zhì)的固結(jié)體中，例如， 包括各種金屬和合金的金屬基質(zhì)，或者其它能被擴(kuò)散結(jié)合的材料。如本文所用 的，被擴(kuò)散結(jié)合或者擴(kuò)散結(jié)合是指一種方法，通過該方法使將兩種界面或者兩 種材料，如熱解石墨碎片和基質(zhì)材料，可在升髙溫度下3I31采用在幾併巾至幾 小時的時間內(nèi)施加壓力而結(jié)合，從而將多個熱解石墨碎片包容于固結(jié)體中。在 一個具體實(shí)施方式
中，升高的,是指基質(zhì)材料絕對熔點(diǎn)的約50%>90%的溫度。在一個具體實(shí)施方式
中，非碳各向同性材料包含含有至少50體積％鋁的 金屬基質(zhì)。在另一個具體實(shí)施方式
中，金屬基質(zhì)主要由鋁組成，己證明其對于 用作金屬基質(zhì)是有效的，因為其潤濕熱解石墨的能力優(yōu)異。由于熔融鋁滲透于 熱解石墨元素周圍，鋁潤濕該熱解石墨并且形成碳化鋁同時與熱解石墨化學(xué)結(jié) 合。結(jié)果，任何在傳熱復(fù)合材料中的微孔或者氣穴，即使沒有完全消失，也會 顯著地最少化。在傳熱復(fù)合材料中的微孔或者氣穴最少化是重要的考慮因素， 因為即使傳熱復(fù)合材料中存在非常小的微孔也能顯著降低傳熱復(fù)合材料的總體 導(dǎo)熱率。因此，在一個具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的傳熱復(fù)合材料基本上在熱解 石墨顆粒之間不存在孔隙或者未充滿的空隙空間。鋁熔點(diǎn)大約660'C，皿常是足嫩氐的，以至可用于制造本發(fā)明的傳熱復(fù) 合材料的方法。在一些具體實(shí)施方式
中，使用鋁合金作為傳熱復(fù)合材料的基質(zhì) 以進(jìn)一步陶氐其熔點(diǎn)。在一個具體實(shí)施方式
中，金屬基質(zhì)包含鋁合金，如熔點(diǎn) 約為45(TC的浩,金(低共熔混合物中含約36重量％鎂)。再一個具體實(shí)施式中，金屬基質(zhì)包含熔點(diǎn)約為577'C的lg^合金(低共熔混合物中含約12.6在一個具體實(shí)施方式
中，在鋁粘合劑中使用銅也能導(dǎo)致傳熱復(fù)合材料總體 導(dǎo)熱率提高，其當(dāng)然可以增加傳熱^1!從熱源除去熱量的效率。在另一個具體 實(shí)施方式中，該基質(zhì)包含具有32重fio/。銅的塔銅合金，熔點(diǎn)約為548'C。其 它金屬也肖調(diào)于提高傳熱復(fù)合材料總體導(dǎo)熱率。例如，于約567'C熔化并且提 高了導(dǎo)熱率的具有約26重#%銀的1^銀金屬基質(zhì)。另一個實(shí)例為于約598°C^P(七的具有約7重sr。鋰的塔鋰。除了使用具有相對低熔點(diǎn)的鋁合金之外，在一個具體實(shí)施方式
中，金屬基 質(zhì)還可以包括各種能降低該基質(zhì)總體熔點(diǎn)的元素。用于陶氐該基質(zhì)熔點(diǎn)的合適 元素包括錳、鎳、錫和鋅。在另一個具體實(shí)施方式
中，其它能用于本發(fā)明的復(fù) 合材料的有意義的材料包括但不限于鐵、銅、及其合錢。制造該傳熱復(fù)合材料的方法:在附圖1A-1C中所圖解的一個具體實(shí)施方 式中，無規(guī)尺寸和/頓規(guī)靴的熱解石飄粒無規(guī)分布在該復(fù)合材料的一喊各 向同性材料中，如金屬基質(zhì)中。如所已知的，熱解石墨具有不尋常的導(dǎo)熱率， 即在沿?zé)峤馐矫骈L度方向，也就是平行于石墨層或者散熱片纖維的方向 上，具有從300至高于1700 W/m-。K (至約1800 W/m-。K)。如附圖1A-1C中 所圖解，各個熱解石墨片的ab方向相對xy軸呈無規(guī)方向，顯示該傳熱復(fù)合材 料中該熱解石墨顆粒具有無規(guī)取向。在一個工藝具體實(shí)施方式
中，所需量的熱解石墨碎片置于加熱模具中。在 下一步中，熔融金屬(如鋁)/合金(或另夕卜合適的一喊各向同性材料)加到該 熱解石墨碎片上并且基本鵬片之間的孔隙充滿，形成固結(jié)體。在另一個能使 基質(zhì)中導(dǎo)熱率梯度不同的具體實(shí)施方式
中，可以多步完成熱解石墨碎片和熔融 鋁的加入，其中控制各個步驟中所加入熱解石墨碎片的尺寸、形狀和驢(濃 度)以使該傳熱基質(zhì)中M部分的導(dǎo)熱率不同。在一個具體實(shí)施方式
中，在形成固結(jié)體或基質(zhì)之后，進(jìn)而對該固結(jié)體進(jìn)行 IW加工、切害喊切片成為根據(jù)最終的應(yīng)用和需要的起始固結(jié)體導(dǎo)熱,度需 要的厚度^#形狀。在一個具體實(shí)施方式
中，該導(dǎo)熱基質(zhì)切害喊具有厚度為0.5 毫米-2厘米的條或片。再一個具體實(shí)施方式
中，片由具有最終厚度為1毫米-0.5 厘米的固結(jié)的傳熱基質(zhì)形成。
在另一個工藝具體實(shí)施方式
中，形成如附圖2所圖解的傳熱復(fù)合材料。在 該具體實(shí)施方式
中，熱解石墨片或碎片置于非碳板片材之間，該層疊片材置于 形成固結(jié)基質(zhì)的熱壓機(jī)中。在一個具體實(shí)施方式
中，層疊片材(熱解石墨碎片 置于鋁片材之間)置于熱壓機(jī)中加熱至至少400。C的溫度，如450-500'C。然 后于450-50(TC下施加至少300磅/平方英寸的均衡壓力，形成固結(jié)體^S質(zhì)。 在一個具體實(shí)施方式
中，均衡，Iffi在至少500磅/平方英寸下實(shí)施。一喊片豐朽卩鋁的量、片材棘墊襯的厚度，在該片材之間的熱解石墨碎片 的量、尺寸、形狀和分布可以根據(jù)最終的應(yīng)用改變~~以及可獲得的熱解石墨 碎片的類型。在一個具體實(shí)施方式
中，該熱解石墨碎片鋪層于片材之間，這樣 各^Hg板層中都至少存在一個熱解石墨碎片。在一個具體實(shí)施方式
中，使用厚度為10微米和2毫米的鋁箔片。再一個具體實(shí)施方式
中，^ffi厚度為10-25密耳的鋁箔片。又一個具體實(shí)施方式
中， 適當(dāng)量的鋁片材用于最終厚度為1毫米-0.5厘米的最終復(fù)合基質(zhì)。在一個具體 實(shí)施方式中，鋁片材具有1/32英寸至5/18英寸的額定厚度。再一個具體實(shí)施 方式中，鋁片厚0.025英寸。如附圖2所圖解，該熱解石墨碎片在傳熱復(fù)合材料中分層取向分布，其中 熱解石墨片放置為使高導(dǎo)熱率面與鋁合金片材平行放置。如附圖3A所圖解的 一個具體實(shí)施方式
中，該P(yáng)G片按交錯排列方微置于金屬片材之間，以至貫穿于該傳熱復(fù)合材料的截面(方向垂直于該片材所在平面)的導(dǎo)熱率相對均勻。 在如附圖3B所圖解的另一個具體實(shí)施方式
中，根據(jù)材料可用性，該P(yáng)G片具 有不同,和形體，如小四方、片或大塊等。在一個具體實(shí)施方式
中(未顯示)， 許多個尺寸和皿相對均勻的熱解石墨片放置于鋁(或者鋁合金)片材之間。附圖2的層疊基質(zhì)的另一個具體實(shí)施方式
中，ilii在隨后用于預(yù)期更接近 該M區(qū)域的鋁片材之間放置更多和或更厚的PG片，以及在隨后用于更遠(yuǎn)離 該熱源區(qū)域的鋁片材之間放置更少或更薄/更小的PG片，而在該傳熱復(fù)合材料 中選擇性地形成可變化的導(dǎo)熱率梯度。本發(fā)明的此方面可在需要從非常局限的 區(qū)域(如"熱點(diǎn)")向具有相對駄表面積的散熱片散熱時具有優(yōu)勢。在一個具體實(shí)施方式
中，其中在—喊各向同性材料基質(zhì)中無規(guī)分布熱解石 墨碎片，在該復(fù)合材料中熱解石墨碎片的(a-b)平面表面是無規(guī)的，例如該(a-b) 方向無規(guī)分布并且不像現(xiàn)有技術(shù)使用熱解石墨控制熱量的方法中那樣均勻/平行。在一個具體實(shí)施方式
中，其中在非碳各向同性材料基質(zhì)中無規(guī)分布熱解石 墨碎片，本發(fā)明的傳熱復(fù)合材料具有相對均勻的導(dǎo)熱率，其在該復(fù)合材料的任意方向都為100-1000 W/m-°K。如本文所用，"相對均勻"指在基質(zhì)內(nèi)任意兩 個點(diǎn)之間導(dǎo)熱率的變化小于25%。在一個具體實(shí)施方式
中，該傳熱復(fù)合材料在 基質(zhì)內(nèi)任意兩個點(diǎn)之間導(dǎo)熱率的變化小于10%。在一個具體實(shí)施方式
中，其中仔細(xì)控制該熱解石墨的組成(濃度、尺寸、 皿、分布等)，可以調(diào)節(jié)在該復(fù)合材料中的導(dǎo)熱率以有助于與特定熱源的熱 膨脹系數(shù)相匹配。這是有益的，因為散熱片和麵可按對以的比例膨脹和收縮， 從而避免損害熱源與散熱片間的結(jié)合。傳熱基質(zhì)的應(yīng)用:本發(fā)明的傳熱基質(zhì)能與各種熱源(其中都沒有顯示于附 圖中，如以CPU為代表的熱源的實(shí)例是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的)結(jié)合使用。 盡管并不局限于此，本發(fā)明的散熱片能用于傳送或者傳導(dǎo)產(chǎn)生于各種應(yīng)用場合 的熱量，在上述各種應(yīng)用場合中，需要能容易形成較大皿的相對廉價散熱片。除了本文公開的應(yīng)用之外，本發(fā)明還能與辨卩系統(tǒng)結(jié)合用于從熱源傳送出 熱量。傳熱復(fù)合材料的應(yīng)用:本發(fā)明的傳熱基質(zhì)能用于任意裝置、系統(tǒng)和從熱源 導(dǎo)出熱量的方法。在一個具體實(shí)施方式
中，該傳熱基質(zhì)用于形成散熱片以用于諸如微處理器、存儲器等電子和^成電路("ic、")裝^。、、實(shí)施例1:將GEAdvancedCeramicsofStrongsville, OH.的熱解石墨(TPG) 方i(A噴涂有氮化硼脫模劑的鋼制模具中。熔點(diǎn)約為577'C的熔融IS"硅倒入該模 具同時對其擠壓并M過旋轉(zhuǎn)鋼制混合器將其與碎片混合。該潤濕熱解石墨的 熔融合金基本上填充所有碎片之間的孔隙，以產(chǎn)生固結(jié)體散熱片。所得散熱器 的測量導(dǎo)熱率為約600 W/m-。K。應(yīng)注意該板片的性肖被設(shè)計為這樣該最終 的主體或者局部的熱性能肖繩過改變高導(dǎo)熱介質(zhì)的比例而調(diào)節(jié)。盡管己經(jīng)參考tt^的具體實(shí)施方式
公開了本發(fā)明，但本領(lǐng)技術(shù)人員會理解 可以作出各種變化以及在不背離本發(fā)明下對其等同替換。本發(fā)明不是要局限于 作為實(shí)施本發(fā)明最優(yōu)方式公開的特定實(shí)施方式，而是要包括落入所附權(quán)利要求 范圍中所有具體實(shí)施方式
。本文參考的所有引述明確引A^文作為參考。
權(quán)利要求
1.一種傳熱復(fù)合材料，包含在含有非碳材料的基質(zhì)中的多個熱解石墨碎片，將該多個熱解石墨碎片包容在固結(jié)體中，其中該多個熱解石墨碎片在ab方向的面內(nèi)導(dǎo)熱率均為300W/m-°K，在c方向均為3.5W/m-°K，以及其中該多個熱解石墨碎片的a-b方向無規(guī)分布于該復(fù)合材料中。
2. 權(quán)利要求1的傳熱復(fù)合材料，其中基于該傳熱復(fù)合組合物的總體積， 含一喊材料的基質(zhì)至少為50體積％。
3. 權(quán)利要求1-2中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中非碳各向同性材料包含 能與該多個熱解石墨碎片擴(kuò)散結(jié)合的材料，并且其中熱解石墨碎片包含熱解石 墨、高度取向的熱解石墨、壓縮退火熱解石墨及其混，中的至少一種。
4. 權(quán)利要求1-3中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中與^各向同性材料包含 金屬基質(zhì)，以及其中該金屬基質(zhì)包含鋁和鋁合金中的至少一種，鋁合雄自鋁--鎂、l&~^、 IS"銅、IS-銀、fg"鋰和IS-鈹。
5. 權(quán)利要求M中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中金屬基質(zhì)包括選自錳、 鎳、錫和鋅組成的組中的至少一種元素以陶氐金屬基質(zhì)的熔點(diǎn)。
6. 權(quán)利要求1-5中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中所述多個熱解石墨碎片 是再生熱解石墨碎片。
7. 權(quán)利要求l"6中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中所述熱解石墨碎片包含 選自熱解石墨、高度取向的熱解石墨、壓縮退火熱解石墨的碎片混合物，其中 所述熱解石墨碎片的面內(nèi)(a-b方向)導(dǎo)熱率為300 W/m-。K至1800 W/m-°K， 并且具有無規(guī)尺寸和皿。
8. 權(quán)利要求1-7中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中一喊基質(zhì)包含多個3喊 片材層，并且其中所述多個熱解石墨碎片方嫘于一賺片材層之間。
9. 權(quán)利要求1-8中任一項的傳熱復(fù)合材料，其中一喊基質(zhì)包含多個鋁片 材層，以及其中所述多個熱解石墨碎片放置于鋁片材層之間，其中每一鋁片材 層至少有一種熱解石墨碎片，并且其中疊層片材在至少450'C溫度下以及至少 300磅/平方英寸下熱壓。
10. —種制造傳熱復(fù)合材料的方法，包括如下步驟在非碳各向同性材料基質(zhì)中放置多個熱解石墨碎片，形成塊，該多個熱解石墨碎片在ab方向的 面內(nèi)導(dǎo)熱率均為300W/m-。K，在c方向均為3.5W/m-。K，以及在一喊各向同性材料基質(zhì)中，將熱解石墨碎片i央加熱至足夠的,和壓力 以使熱解石墨碎片包埋于所述一贜基質(zhì)中，銜扦述多個熱解石墨碎片的a-b方 向無規(guī)分布在該復(fù)合材料中。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中所述一^各向同性材料包含金屬。
12. 權(quán)利要求10-11中任一項的方法，其中金屬包括合金，該合金選自鋁 -鎂、[硅、鋁-銅、鋁-銀、^鋰和鋁-鈹組成的組，并且其中金屬基質(zhì)包 括選自錳、鎳、錫和鋅組成的組中的元素以降低金屬基質(zhì)的熔點(diǎn)。
13. 權(quán)利要求10-12中任一項的方法，其中所述熱解石墨碎片包含熱解石 墨、高度取向的熱解石墨、壓縮退火熱解石墨的碎片混合物，并且具有300 W/m-。K至1800W/m-。K的面內(nèi)(a-b方向)導(dǎo)熱率。
14. 權(quán)利要求10-13中任一項的方法，其中在3賺基質(zhì)中腿多個熱解石墨碎片的步驟包括在含有一贜材料的層之間分布該多個熱解石墨碎片。
15. —種包含權(quán)利要求1-9中任一項傳熱復(fù)合材料的傳熱裝置。
全文摘要
傳熱復(fù)合材料包括以大于傳熱復(fù)合材料體積的約50％的量存在的許多個熱解石墨碎片，和將熱解石墨碎片包容在固結(jié)體中的非碳基質(zhì)。在一個具體實(shí)施方式
中，傳熱復(fù)合材料包括無規(guī)分布在非碳材料中的許多個熱解石墨碎片。在另外一個具體實(shí)施方式
中，傳熱復(fù)合材料包括分布在包含非碳材料的片材層之間的不同的熱解石墨碎片的層。
文檔編號H05K7/20GK101160033SQ20061017296
公開日2008年4月9日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月8日
發(fā)明者H·薩伊爾 申請人:通用電氣公司