一种石墨烯散热薄膜、其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112011814A(43)申请公布日2020.12.01(21)申请号202010762218.6(22)申请日2020.07.31(71)申请人南京旭羽睿材料科技有限公司地址211100江苏省南京市江宁区麒麟科技创新园智汇路300号(72)发明人左月辉金汉波(74)专利代理机构南京泰普专利代理事务所(普通合伙)32360代理人窦贤宇(51)Int.Cl.C25D13/02(2006.01)C25D13/20(2006.01)H01L23/373(2006.01)H05K7/20(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种石墨烯散热薄膜、其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯散热薄膜、其制备方法和应用，属于导热材料的制备。包括氧化石墨烯水溶液制备，清洗基材，氧化石墨烯薄膜的沉积和干燥、退火处理四个步骤。本发明通过首先对非金属基材的表面在氢氟酸，氟化钠、铬酐的共同作用下，在其表面形成多孔性的表面膜，然后通过机械啮合和分子间作用，在基材的一侧表面形成铬锌合金膜，使得基材具有优异的导电性能，然后将基材作为电极，通过电泳沉积制备基材‑氧化石墨烯复合薄膜，由于锌、铬元素收缩形成纳米球颗粒。可以充分利用了石墨烯的二维平面进行声子传输，加大的改善纵向的热导率。CN112011814ACN112011814A权利要求书1/1页1.一种石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、氧化石墨烯水溶液制备：将氧化石墨烯加入去离子水中，在超声波作用下均匀分散，得到浓度为0.25～2g/L的氧化石墨烯悬浮液；步骤2、清洗基材：将硅衬底作为基材，切割成预定尺寸，然后使用清洗剂去油、粗化液处理，去除基材表面的氧化物和杂质；步骤3、氧化石墨烯薄膜的沉积：将上述基材作为阳极与电泳仪电源相连接，并以氧化石墨烯悬浮液作为电解液，进行电泳沉积，在阳极表面形成一层深棕色胶状物质；步骤4、干燥、退火处理：将上述基材放入气氛炉中干燥，从而得到石墨烯-基材的复合薄膜。2.根据权利要求1所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯需要经过预处理，去处理方法为：将1g的天然鳞片状石墨粉末加入到含有0.5～1g的浓硝酸钠和45～50ml浓硫酸的混合溶液中，然后加入6～9g高锰酸钾，并充分搅拌，然后逐渐加入过氧化氢溶液除去残余的高锰酸钾，稀释、离心，将所得的氧化石墨烯用盐酸溶液和去离子水清洗，放入气氛炉中真空下干燥。3.根据权利要求1所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述基材为蓝宝石衬底、玻璃衬底、碳化硅衬底、硅/二氧化硅衬底中的一种。4.根据权利要求3所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述粗化液处理工艺为：在非金属基材的一侧采用耐腐蚀密封胶包封，然后使用氢氟酸溶液清洗，并在铬酐粗化液浸泡24～48h，至其表面变为黄色，在真空烘箱中，于105～130℃的温度下，烘烤30～60min，然后去离子水清洗，去除基材表面的氧化物和杂质，最后在苯并三氮唑水溶液中液封保存。5.根据权利要求4所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述铬酐粗化液包括：所述铬酐粗化液包括：锌粉5～10%、铬酐4～8%、铁氰化钾2～4%、磷酸0.5～2%、氟化钠1～2%、表面活性剂0.5～1%、余量为水。6.根据权利要求3所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述密封胶至少为环氧树脂、聚氟乙烯、丁基橡胶中的一种。7.根据权利要求1所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述电泳沉积工艺电压为：40～80V；沉积时间10～15min，电极之间的相对距离为10～30cm。8.根据权利要求1所述的石墨烯散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述干燥、退火处理为：以氮气保护气氛，以20～25℃/min升温至300～350℃，保温1～2h，然后保持炉温以3～5℃/min下降，直至室温。9.一种基于权利要求1～8中任一项所述的石墨烯散热薄膜的制备方法得到的基材-氧化石墨烯复合薄膜材料。10.一种基于权利要求9中所述的基材-氧化石墨烯复合薄膜材料作为衬底在制备电学元件上的应用，其特征在于，在基材-氧化石墨烯复合薄膜材料的另一侧通过涂胶、刻蚀制备电学元件。2CN112011814A说明书1/6页一种石墨烯散热薄膜、其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于导热材料领域导热材料的制备，尤其是一种石墨烯散热薄膜、其制备方法和应用。背景技术[0002]随着各种电子产品的快速发展，电子元件的性能得到了飞速发展，目前这些电子元件随着性能的提升，也增加了设备的发热量。例如：显示屏高亮度对发光二极管使用量增加和频率有更高的要求，CPU的高速运行，电池电量消耗增加，电池容