适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896893A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211405458.6(22)申请日2022.11.10(71)申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市江北新区浦珠南路30号(72)发明人刘灿灿李洪涛王文强张文成陈炫宇季秋远石睿(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限公司32404专利代理师王培松(51)Int.Cl.C25D11/10(2006.01)C25D11/16(2006.01)C25D11/18(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图8页(54)发明名称适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层及制备方法(57)摘要本发明提供一种适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，结合阳极氧化技术和微弧氧化技术，在阳极氧化涂层生长到一定厚度后，通过调控阴阳极间电场参量，在阳极表面引发非聚缩状态的氧等离子体气隙膜，则在离化热和空化力作用下，胶体态阳极氧化涂层会发生晶化相变和致密化重构过程，从而于铝基板表面制备50μm以上的Al2O3陶瓷层，显著提高千伏级别铝基板的导热性能。CN115896893ACN115896893A权利要求书1/1页1.一种适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下具体步骤：S1、将铝基板进行前处理后，清洗吹干待用；S2、将步骤S1处理后的铝基板连接电源阳极，在酸性电解液中对铝基板进行阳极氧化处理，通过阳极氧化处理在铝基板的表面形成第一涂层，并将处理后的铝基板取出、水洗并干燥备用；S3、将步骤S2处理后的铝基板连接电源阳极，在碱性电解液中对铝基板进行等离子放电处理，使第一涂层发生晶化、致密化过程，得到高导热良绝缘复合涂层；S4、将步骤S3处理后的铝基板进行超声水洗、干燥，得到表面具有高导热良绝缘复合涂层的铝基板。2.根据权利要求12所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的厚度为50μm～200μm。3.根据权利要求1所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，酸性电解液由含有草酸、磷酸、硫酸中的一种或多种配置的水溶液组成，总浓度为10～90g/L，温度控制在20℃以下，pH值为1～6。4.根据权利要求1所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，阳极氧化处理的条件如下：采用直流或脉冲电场供给，其中，频率为5Hz～200KHz，占空比为3～90％，电流密度控制在0.5～20A/dm2，氧化时间为20～180min。5.根据权利要求1所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，碱性电解液由盐类和添加剂配置的水溶液组成，总浓度为5～200g/L，pH值为6～14。6.根据权利要求5所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述盐类包括硅酸钠、磷酸钠、六偏磷酸钠、聚磷酸钠、焦磷酸钠、铝酸钠和柠檬酸钠中的至少一种；所述添加剂包括EDTA二钠、氢氧化钠、氟化物、硼酸盐、锆盐、纳米石墨粒子和纳米陶瓷粒子中的至少一种。7.根据权利要求1所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，等离子放电处理的条件如下：通过调控高功率脉冲电场控制电源输出正相脉冲电流为0.5～10A/dm2，负向脉冲电流0～15A/dm2，输出频率为5Hz～200KHz，占空比为3～60％，维持电解液温度为10～80℃，微弧氧化5～60min。8.根据权利要求1所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，铝基板的前处理过程为：将铝基板依次进行中温除油、中温碱蚀和化学抛光。9.一种采用权利要求1‑8中任意一种所述的制备方法制得的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层。10.根据权利要求9所述的适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层，其特征在于，该复合涂层的厚度为50μm～200μm，导热系数为15～25W/K·m，击穿电压为1000～2000V。2CN115896893A说明书1/9页适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层及制备方法技术领域[0001]本发明涉及轻合金表面改性技术领域，具体而言涉及一种适用于铝基板表面的高导热良绝缘复合涂层及制备方法。背景技术[0002]随20nm以下晶圆芯片的制程工艺成熟和应用领域拓展，大规模集成电路小型化、高集成度和高功率密度等趋势愈发明显；以3C电子产品、5G基站负载和LED光源为代表的诸多器件在长寿命服役期内其散热性能至关重要，即对于高功率密度电子器件发热源下方的绝缘导热金属基板击穿电压和导热系数两个性能