中国粉体网讯 目前石墨产业存在产品档次低、产业链较短、精深加工比例较低、生产要素成本较高等问题。是石墨不好用？还是用不好石墨？高校、企业究竟应该如何高效、快速的攻克研发难题？
今天我们向哈工大学习一下，先研究，再务实研发。
哈工大——电子封装材料用石墨复合材料改性研究
随着电子技术的不断发展，各类电子器件不断朝着高集成化、微型化及高功率化的方向发展，这会导致其热流密度不断增加。为防止器件过热失效，需将热量及时转移排出，这对封装材料的散热能力提出了更高的需求。然而现有的封装材料，如铝、铜、铝碳化硅等，其热导率较低，无法满足密集电子器件的散热需求。目前市场正在寻求一种可以大规模制备，成本低廉，具有较高的导热性能及热膨胀系数与芯片相匹配的新一代材料。
鳞片石墨呈现片层结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润湿、可塑性以及耐酸碱腐蚀的性能。但由于鳞片石墨与常见的金属基体之间的化学润湿性差，形成的界面结合仅为机械结合，因此存在界面结合差的问题。这一方面导致了当材料整体承载载荷时，鳞片石墨会发生拔出脱落，造成材料结构破坏甚至失效。另一方面，弱界面结合对基体与增强体间的热传递会产生不利影响，致使复合材料整体的导热性能下降。
研究表明，在鳞片石墨表面进行镀覆改性则可以有效改善复合材料的界面结合情况，从而提升复合材料的导热/综合性能。此外，有理论表明镀层的厚度也同样会对复合材料的热导率产生影响，相对来说，薄的碳化物镀层将具有低的界面热阻，有利于提升复合材料的导热性能。因此如何制备出薄且有效的镀层是提升复合材料热导率的关键，但是目前在这方面仍存在碳化物涂层较厚，覆盖度较低，厚度不均匀，厚度无法调控等问题。
哈尔滨工业大学公布了一种熔盐法在鳞片石墨表面制备碳化物镀层的方法。为了解决现有的在鳞片石墨表面镀覆碳化物涂层的方法存在碳化物涂层较厚，覆盖度较低、厚度不均匀、厚度无法调控等问题。
本发明湿混控制鳞片石墨表面镀层金属含量及分布，在高温熔盐环境中进行反应，最终可以在鳞片石墨表面制备出具有覆盖度高、厚度薄、分布均匀、形貌可调节的纳米级碳化物层，实现了镀层在鳞片石墨表面平整及缺陷处的全覆盖。可以通过调整工艺参数如金属含量、镀覆时间、镀覆温度等实现对镀层厚度的调节，从而满足高导热鳞片石墨增强金属基复合材料增强体需要。
哈尔滨工业大学公布了一种高焊接性的表面改性高热导石墨片及其制备方法。该方法包括：在高热导石墨片的上表面镀铬层；在所述铬层上蒸镀硅层，得到高热导石墨片层状结构；将所述高热导石墨片层状结构进行真空热处理后，冷却至室温，得到高焊接性的表面改性高热导石墨片。
本发明提供的表面改性高热导石墨片，通过在高热导石墨片表面依次镀铬层和硅层，解决了金属铝不能对高热导石墨进行有效润湿而影响金属铝与高热导石墨焊接结合强度的问题，还能有效降低金属铝与高热导石墨焊接时焊接界面开裂的风险。
研究表明，在复合材料中鳞片石墨能够充分发挥导热特性的关键在于实现鳞片石墨的定向排列，而鳞片石墨呈薄片状、粒径小、轻质、易破碎，因此通过直接挤压或震荡在很难直接实现鳞片石墨的高度取向性，这也成为目前鳞片石墨/铜复合材料制备中的需要解决的关键问题。
哈尔滨工业大学公布了一种高导热鳞片石墨/铜复合材料的制备方法，涉及一种鳞片石墨/铜复合材料的制备方法。为了解决现有的铜和鳞片石墨之间存在化学惰性且润湿性较差、以及鳞片石墨的定向排列困难的问题。
本发明首先将鳞片石墨预处理，然后通过熔盐法在鳞片石墨表面镀覆纳米级碳化铬镀层，以液相挤压的方式获得高取向性鳞片石墨预制体，最后通过气压浸渗的方式制备出具有高致密度高取向性的鳞片石墨/铜复合材料，制备出的复合材料具有高取向性、高致密度、高热导率及低密度的特点，可以满足电子器件中散热材料的性能需求。
结语
在上述研究中，哈工大聚焦的是“表面”问题，但解决的是引发“表面”问题的共性问题。
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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