【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合膜制備，具體涉及一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料及其制備方法與應用。
技術介紹
1、隨著電子器件中電氣元件密度的上升和電子器件工作頻率的提高，電子器件的散熱問題越來越引起人們的關注。如果不能處理好電子器件的散熱問題，電子器件的壽命和工作性能將受到嚴重影響。氮化硼作為一種高導熱二維材料，在散熱材料領域受到格外重視。
2、但由于氮化硼層與層之間通過范德華力連接，聲子散射嚴重，限制了氮化硼材料的穿面導熱能力。同時，由于氮化硼的高溫穩定性，其燒結通常需要在高溫且加壓的環境中持續數小時才能完成，苛刻的生產條件嚴重限制了其大規模生產和應用。同時，由于氮化硼成本較高也嚴重限制了其大規模生產和應用。
3、如何使用簡單的工藝制備一種氮化硼復合膜，使其同時具有較高的平面熱傳導能力和穿面熱傳導能力是本領域急需解決的問題。
技術實現思路
1、解決的技術問題：針對現有技術中存在的問題，本專利技術提出一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料及其制備方法與應用，所述氮化硼/氧化鋁復合膜材料中氧化鋁作為空間占位改變了氮化硼的取向，使所述氮化硼/氧化鋁復合膜材料內形成了一定的穿面導熱通路，較大地提高了氮化硼/氧化鋁復合膜材料的導熱性能。
2、技術方案：一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，步驟如下：
3、步驟一、制備氧化鋁有機分散液：將任意形貌的α相氧化鋁粉末與非離子性表面活性劑分散在有機溶劑中，使用細胞粉碎機超聲分散1-60分鐘，功率為300-650w，得到氧化
4、步驟二、制備氮化硼有機分散液：將氮化硼片、球磨球、有機溶劑進行配比，并在300-800rpm球磨12-36h，球磨后的漿料分散在1.5-3l有機溶劑中得到球磨液分散液，將球磨液分散液使用細胞粉碎機超聲分散12-36h，功率為300-650w，得到氮化硼分散液；
5、步驟三、將氧化鋁有機分散液和氮化硼有機分散液混合后通過真空抽濾、壓制、預燒結、超高溫快速燒結后處理，制備得到以氧化鋁顆粒作為空間占位改變氮化硼納米片取向的氮化硼/氧化鋁復合膜材料。
6、作為優選，所述步驟一中α相氧化鋁粉末粒度為0.5-10μm，氧化鋁添加量不超過復合膜總固含量的15wt％，表面活性劑添加量為氧化鋁添加量的5-10wt％。
7、作為優選，所述氧化鋁添加量為復合膜總固含量的10wt％。
8、作為優選，所述步驟一中非離子性表面活性劑為f127非離子性表面活性劑。
9、作為優選，所述步驟二中氮化硼片、球磨球、有機溶劑按照質量比2:180:(8-10)比例進行配比。
10、作為優選，所述步驟一和二中有機溶劑為n-n二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、異丙醇、二甲基亞砜、n-乙基吡咯烷酮和丙酮中的至少一種。
11、作為優選，所述步驟三中壓制壓力為20-40mpa，保壓時間為5～10min；預燒結溫度為600-800℃，保溫時間2-6h；超高溫快速燒結的溫度為2300k，燒結時間為20-60s。
12、基于上述方法制備的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料。
13、基于上述一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料在制備電子器件導熱復合膜中的應用。
14、本專利技術所述氮化硼/氧化鋁復合膜材料包括氮化硼納米片和設于氮化硼納米片之間的氧化鋁顆粒，其中氮化硼納米片為主要基體，氧化鋁顆粒作為空間占位添加劑。通過氧化鋁的添加，改變氮化硼納米片的排列取向，使得氮化硼/氧化鋁復合膜形成一定的垂直導熱通路。
15、有益效果：(1)本專利技術提供的氮化硼/氧化鋁復合膜材料，包含氮化硼納米片為主要基體和氧化鋁顆粒作為空間占位添加劑。通過氧化鋁的添加，改變氮化硼納米片的排列取向，使得氮化硼/氧化鋁復合膜形成一定的垂直導熱通路，從而提高了氮化硼/氧化鋁復合膜材料的導熱性能。
16、(2)相比于純氮化硼膜，本專利技術添加了氧化鋁的成分，且僅對氧化鋁的粒度和添加量有要求，并不要求氧化鋁的形貌，進一步降低了氮化硼復合膜的成本。
17、(3)本專利技術所述氮化硼/氧化鋁復合膜材料，制備工藝簡單，制備流程耗時短。前期通過簡單的混合和抽濾即可初步成型。相比于傳統的高溫高壓燒結，本專利技術所述氮化硼/氧化鋁復合膜材料可在30s內短時間完成燒結，極大提高燒結效率，縮短了工藝耗時。
18、綜上，本專利技術制備的產品其穿面導熱性能顯著增強，導熱各向異性明顯降低，所制備的氧化鋁/氮化硼復合膜力學，抗電擊穿等性能優異。在添加氧化鋁顆粒后，將純氮化硼膜的垂直熱導率從4.1w/mk提高到8w/mk。復合膜的拉伸強度達到60mpa以上，抗擊穿強度達到50kv/mm以上。
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1.一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中α相氧化鋁粉末粒度為0.5-10μm，氧化鋁添加量不超過復合膜總固含量的15wt％，表面活性劑添加量為氧化鋁添加量的5-10wt％。
3.根據權利要求2所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述氧化鋁添加量為復合膜總固含量的10wt％。
4.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中非離子性表面活性劑為F127非離子性表面活性劑。
5.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中氮化硼片、球磨球、有機溶劑按照質量比2:180:(8-10)比例進行配比。
6.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一和二中有機溶劑為N-N二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、異丙醇、二甲基亞砜、N-乙基吡咯烷酮和丙酮中的至少一種。
7.根據
8.基于權利要求1所述的方法制備的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料。
9.基于權利要求8所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料在制備電子器件導熱復合膜中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中α相氧化鋁粉末粒度為0.5-10μm，氧化鋁添加量不超過復合膜總固含量的15wt％，表面活性劑添加量為氧化鋁添加量的5-10wt％。
3.根據權利要求2所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述氧化鋁添加量為復合膜總固含量的10wt％。
4.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中非離子性表面活性劑為f127非離子性表面活性劑。
5.根據權利要求1所述的一種氮化硼/氧化鋁復合膜材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中氮化硼片、球磨球、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃淞，劉閩蘇，丁斯遠，范維仁，鄒瑞萍，
申請(專利權)人：蘇州工業園區蒙納士科學技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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