一种快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术的制作方法

本发明关于一种金属-纳米粒子复合材料的制备技术，尤其是一种能够 快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术。

背景技术：

1、为了提升散热效率，可以将热导率良好的导热填料填充于金属基材的微 孔中，以形成现有导热复合材，以通过该导热填料所形成的导热通路来传递 热量，举例而言，铜、氮化铝、氧化铝、碳化硅、石墨、碳纤维等材质均可 以用以形成该导热填料。

2、然而，前述的导热填料在填充至该金属基材的微孔中的时候，多半通过 对该导热填料加热、加压，使该导热填料可以流动而填充至该金属基材的微 孔中，然而，该导热填料的流动方向不易控制，使该导热填料难以均匀填充， 因而影响该现有导热复合材的散热效率。有鉴于此，现有的导热复合材仍有 加以改善的必要。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的是提供一种快速散热的金属-纳米粒子 复合材料的制备技术，用以制备一金属-纳米粒子复合材料，且该金属-纳米 粒子复合材料包含均匀填充于金属基材的纳米粒子。

2、本发明的一种快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，包括： 于一金属基材上形成多个纳米孔洞，该多个纳米孔洞为周期性排列；及利用 磁力旋转法，将多个导磁性纳米粒子填充于该多个纳米孔洞中；其中，该多 个导磁性纳米粒子由包括以下步骤的制造方法所制造获得：提供一混合物， 该混合物包含一金属粉末及一氧化物粉末；将该混合物分散于一分散剂中， 以形成一混合液；及以球磨方式球磨该混合液，以形成该多个导磁性纳米粒 子。

3、因此，本发明的一种快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术， 通过以球磨方式球磨该金属粉末及该氧化物粉末，可以获得具有导磁性的多 个导磁性纳米粒子，因而在于该金属基材上形成该多个纳米孔洞之后，即可 以利用磁力旋转法(提供一旋转磁场，使该多个导磁性纳米粒子受到该旋转 磁场的作用而以例如100～1000rpm的转速进行旋转)，以将该导磁性纳米 粒子均匀地填充于该多个纳米孔洞之中，进而使所获得的金属-纳米粒子复 合材料可以具有较佳的散热效率，为本发明的功效。

4、本发明的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术中，能够以一 纳秒激光器所发射的纳秒激光形成该多个纳米孔洞。举例而言，该纳秒激光 器具有一激光聚焦镜，该激光聚焦镜的激光焦距可以介于50～300mm之间； 该纳秒激光器所发射的纳秒激光的加工功率可以介于1～20w之间、聚焦光 斑可以介于20～150μm之间、激光扫描速度可以介于50～500mm/s之间， 或者，扫描线间距可以介于10～200μm之间。如此，可以使该纳秒激光可以有效于该金属基材上形成该多个纳米孔洞。

5、本发明的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其中，该混 合物可以包含以重量百分比计为30～45％的金属粉末及55～70％的氧化物粉 末，该混合物较佳可以另包含一氮化物粉末，例如可以包含以重量百分比计 为30～45％的金属粉末、45～55％的氧化物粉末及5～20％的氮化物粉末。举 例而言，该金属粉末可以为铜金属粉末、铝金属粉末或银金属粉末，该氧化 物粉末可以为氧化铁粉末，或该氮化物粉末可以为氮化钛粉末。如此，通过 所选用的该金属粉末及该氧化物粉末(或者该金属粉末、该氧化物粉末及该氮化物粉末)的组成配比，可以使该导磁性纳米粒子具有良好的导磁性，因 而能够利用磁力旋转法而填充于该多个纳米孔洞中。

6、本发明的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其中，该分 散剂可以为乙醇溶液。举例而言，该分散剂可以为乙醇浓度介于20～30％之 间的乙醇水溶液。如此，使该混合物可以均匀分散于该分散剂中，以进行湿 式粉磨，因而能够提升球磨的效率(例如仅需5～20小时即可以完成湿式粉 磨)，并可以获得粒度均一的导磁性纳米粒子。

7、本发明的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其中，能够 以0.4～10个/mm2的密度，于该金属基材上形成该多个纳米孔洞；或者，各 纳米孔洞中可以填充有足量的导磁性纳米粒子。如此，使该金属基材上具有 足量的导磁性纳米粒子，且该多个导磁性纳米粒子可以相互接触而形成连续 的导热网链，因而可以提升热流传递的效率。

8、本发明的快速散热的金属─纳米粒子复合材料的制备技术，其中，该金 属基材可以为一铜箔、一铝箔或一不锈钢箔。如此，通过该金属基材的选用， 也可以提升所获得的散热金属-纳米粒子复合材料的散热效率。

技术特征：

1.一种快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，以一纳秒激光器所发射的纳秒激光形成该多个纳米孔洞。

3.如权利要求2所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该纳秒激光器具有一激光聚焦镜，该激光聚焦镜的激光焦距介于50～300 mm之间。

4.如权利要求2所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该纳秒激光器所发射的纳秒激光的加工功率介于1～20 w之间。

5.如权利要求2所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该纳秒激光器所发射的纳秒激光的聚焦光斑介于20～150 μm之间。

6.如权利要求2所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该纳秒激光器所发射的纳秒激光的激光扫描速度介于50～500 mm/s之间。

7.如权利要求2所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该纳秒激光器所发射的纳秒激光的扫描线间距介于10～200 μm之间。

8.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该混合物包含以重量百分比计为30～45%的金属粉末及55～70%的氧化物粉末。

9.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该混合物另外包含一氮化物粉末。

10.如权利要求9所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该混合物包含以重量百分比计为30～45%的金属粉末、45～55%的氧化物粉末及5～20%的氮化物粉末。

11.如权利要求1、8～10中任一项所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该金属粉末为铜金属粉末、铝金属粉末或银金属粉末。

12.如权利要求1、8～10中任一项所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该氧化物粉末为氧化铁粉末。

13.如权利要求9或10所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该氮化物粉末为氮化钛粉末。

14.如权利要求1、8～10中任一项所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该分散剂为乙醇溶液。

15.如权利要求14所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该分散剂为乙醇浓度介于20～30%之间的乙醇水溶液。

16.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，以球磨方式球磨该混合液5～20小时，以形成该多个导磁性纳米粒子。

17.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，以0.4～10个/mm2的密度，于该金属基材上形成该多个纳米孔洞。

18.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，以一旋转磁场使该多个导磁性纳米粒子旋转，以将该多个导磁性纳米粒子填充于该多个纳米孔洞中。

19.如权利要求18所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，使该多个导磁性纳米粒子以100～1000 rpm的转速旋转，以将该多个导磁性纳米粒子填充于该多个纳米孔洞中。

20.如权利要求1所述的快速散热的金属-纳米粒子复合材料的制备技术，其特征在于，该金属基材为一铜箔、一铝箔或一不锈钢箔。

技术总结
本发明提供一种快速散热的金属‑纳米粒子复合材料的制备技术，用以解决现有导热复合材的导热填料难以均匀填充的问题。该制备技术包括：于一金属基材上形成多个纳米孔洞；及利用磁力旋转法，以将多个导磁性纳米粒子填充于该多个纳米孔洞中；其中，该多个导磁性纳米粒子由包括以下步骤的制造方法所制造获得：提供一混合物，该混合物包含一金属粉末及一氧化物粉末；将该混合物分散于一分散剂中，以形成一混合液；及以球磨方式球磨该混合液，以形成该多个导磁性纳米粒子。

技术研发人员：董松涛,吴红艳,王科鉴
受保护的技术使用者：昆山广兴电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12