一种导热金属膏及其制备方法与流程

本发明涉及c09k5/08，尤其涉及一种导热金属膏及其制备方法。

背景技术：

1、在传统的热界面材料中，镓基液态金属具有极低的热阻，良好的流动性。成为了研究人员进行研究的主要目标，但是由于其熔点低，在使用过程中流动性过于强，在使用过程中会使操作性降低，为了解决这些问题；

2、专利cn202010676896公开了一种绝缘的高效导热硅脂及其制备方法，液体金属导热膏对复合球形导热填料表面的微小间隙进行填充，有效降低了填料颗粒间接触热阻，但是存在与基材润湿不良的缺点。

3、专利cn201910968594公开了一种液态金属导热膏及其制备方法和应用，导热膏热导率较高，在芯片相同发热量下，相比常规纯液态金属导热膏，能减少液态金属用量，降低导热膏成本，但是液态金属良好的流动性，在使用过程中存在操作难度大的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请公开了一种导热金属膏，所述金属膏的原料包括：液态金属、无机化合物。

2、优选的，所述液态金属为galinstan。

3、优选的，所述无机化合物选自氧化铝、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。

4、进一步优选的，所述无机化合物为氮化铝，平均粒径为10μm。

5、优选的，所述氮化铝为球形氮化铝。

6、优选的，按质量百分比计，所述galinstan中金属镓62–95％wt％，金属铟5–22wt％，金属锡0–16wt％。

7、进一步优选的，按质量百分比计，所述galinstan中金属镓68.5％、金属铟21.5％、金属锡10％，即egalinstan。

8、优选的，所述egalinstan，按质量百分比计，其中金属镓68.5％、金属铟21.5％、金属锡10％，固定不变。

9、本申请还公开了一种导热金属膏的制备方法，所述方法包括以下步骤：

10、s1：制备galinstan；

11、s2：将无机化合物和galinstan加入球磨机，球磨混合；

12、s3：将步骤s2球磨后的混合物，放入行星真空搅拌机搅拌，得到金属膏。

13、在一种实施方式中，所述步骤s1：制备galinstan：将金属镓，金属铟、金属锡融化。

14、优选的，所述步骤s1：制备galinstan：将块状金属镓加热至95-115℃，使其融化为液态，然后按质量百分比计，金属镓62–95％％，金属铟5–22％，金属锡0–16％的配比，向融化的金属镓中加入金属铟和锡，在塑料容器中水浴55-70℃搅拌，至金属完全溶解，即得galinstan。

15、在一种实施方式中，所述步骤s2为：将无机化合物和egalinstan按质量比为(2-12)：1，放入球磨罐球磨。

16、优选的，所述球磨罐球磨的操作为：将球磨罐抽真空，在转速900-1200rpm转速下，球磨36-54h。

17、在一种实施方式中，所述步骤s3：将步骤s2球磨后的混合物，放入行星真空搅拌机。

18、优选的，所述行星真空搅拌机的操作条件为：在转速950-1100rpm转速下搅拌5min,搅拌次数为两次。

19、在一种实施方式中，所述导热金属膏的制备方法具体为：

20、s1：将块状金属镓加热至100℃，使其融化为液态，按金属镓68.5wt％，金属铟21.5wt％，金属锡10wt％的配比，向融化的金属镓中添加金属铟与锡，在塑料容器中水浴60℃搅拌，至金属完全溶解，即得egalinstan。

21、s2：将无机化合物和egalinstan按质量比为10:1，放入球磨罐，抽真空，在转速1000rpm转速下，球磨48h。

22、s3：将步骤s2球磨后的混合物，放入行星真空搅拌机，在转速1000rpm转速下搅拌5min,搅拌次数为两次。

23、本申请人发现，当体系中加入氮化铝金属时，可以提高金属膏的压缩性，尤其是氮化铝为球形，平均粒径为10μm，并且与egalinstan的质量比为10:1时，镓原子与氮化铝中的氧原子形成配位键，还降低了egalinstan的流动性的同时也能提升膏体整体的热导率。

24、本申请人发现，当体系中加入氮化铝后，制备的金属膏润湿性变好，其可能的原因在于，氮化铝中的氧原子与金属镓原子形成氧-镓配位键，提高金属膏的润湿性，同时提高了金属膏中氮化铝的添加量，当egalinstan的质量比为10:1时，由于氮化铝的存在也保证了液态金属膏的压缩性。

25、有益效果：

26、1.本发明通过加入的氮化铝与金属镓，发生原子之间的配位键组合，大幅度提高了金属膏的润湿性。

27、2.本发明通过加入球形氮化铝，降低了egalinstan的流动性，提升了金属膏的热导率。

28、3.本发明通过添加球形氮化铝，并且控制egalinstan和球形氮化铝的质量比为为5:1，使液态金属膏具有一定的压缩性。

技术特征：

1.一种导热金属膏，其特征在于，所述金属膏的原料包括：液态金属、无机化合物。

2.根据权利要求1所述金属膏，其特征在于，所述液态金属为galinstan。

3.根据权利要求1所述金属膏，其特征在于，所述无机化合物选自氧化铝、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述金属膏，其特征在于，按质量百分比计，所述galinstan中62–95％的金属镓,5–22wt％的金属铟和0–16wt％的金属锡。

5.一种根据权利要求4所述金属膏的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤s1：制备galinstan：将金属镓，金属铟、金属锡融化。

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤s1为：制备galinstan：先将块状金属镓加热至95-115℃，使其融化为液态，然后按金属镓62–95％wt％，金属铟5–22wt％，金属锡0–16wt％的配比，向融化的金属镓中添加金属铟和锡，在塑料容器中水浴55-70℃搅拌，至金属完全溶解，即得galinstan。

8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤s2为：将无机化合物和galinstan按质量比为(2-12)：1，放入球磨罐球磨。

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述球磨罐球磨的操作为：将球磨罐抽真空，在转速900-1200rpm转速下，球磨36-54h。

10.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤s3为：将步骤s2球磨后的混合物，放入行星真空搅拌机。

技术总结
本申请公开了一种导热金属膏及其制备方法，所述金属膏的制备原料包括：液体金属，氧化物。其制备方法包括：制备Galinstan，再将Galinstan与球形氮化铝混合，得到的金属膏，流动性适中，并且具有一定的压缩性。

技术研发人员：罗平俊,楚盛,廖江福
受保护的技术使用者：广东光钛领先新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13