制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法及装置
专利汇可以提供制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高纯度高导热 碳 纳米管 阵列热界面材料的制备方法及装置，属于 碳纳米管 材料领域。本 发明 将SiO2片和 硅 片 置于 铁 质下降楔形台上平放于横贯加热炉的 石英 管的中心 位置 ，英管中通入氦气形成惰性气氛并加热，氦气同时作为二茂铁颗粒飞行沉降至SiO2基底的载体铁质，再通入氩气/氢气混合气将二茂铁还原成用作碳纳米管垂直生长的催化剂铁粒子，盛有同时作为催化剂和碳源的粉末状二茂铁的 铝 箔船型容器置于加热炉外的石英管内通 过热 盘进行加热为二茂铁提供可控的 升华 温度 ；二茂铁中的碳 原子 作为碳源开始生长，最后在氦气保护下对碳纳米管样品进行 退火 处理，得到高纯度高导热的 碳纳米管阵列 热界面材料。本发明原料少，成本低、工艺流程简单，工艺参数稳定，产品纯度高、导热性能好。，下面是制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于制备方法是基于浮动催化化学气相沉积原理，具体制备步骤如下：
(1)将一定厚度的SiO2片置于硅片上，再将硅片放置于倾角为2～9°的铁质下降楔形台上；铁质下降楔形台平放于横贯加热炉的石英管的中心位置，铁质下降楔形台的倾角面迎着来流方向，确保气流携带的催化剂粒子能有效附着于SiO2片上；将盛有同时作为催化剂和碳源的粉末状二茂铁的铝箔船型容器置于加热炉外的石英管内；铝箔船型容器底部通过热盘进行加热，热盘为二茂铁提供可控的升华温度；
(2)在石英管中通入氦气形成惰性气氛并加热至一定温度并稳定，氦气同时作为二茂铁颗粒飞行沉降至SiO2基底的载体，整个过程持续30～60分钟；
(3)关闭氦气阀门，通以流量为900～1200sccm的氩气/氢气混合气氛(氩气/氢气比为
0.95/0.05)，该混合气将二茂铁还原成用作碳纳米管垂直生长的催化剂铁粒子，二茂铁中的碳原子作为碳源开始生长，此过程持续8～12分钟；
(4)关闭氩气/氢气混合气瓶阀门，通以氦气1～3小时直至石英管温度降低至200℃以下，氦气提供惰性气氛，对碳纳米管样品进行一定程度的退火处理，得到高纯度、高导热的碳纳米管阵列热界面材料。
2.根据权利要求1所述1制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于步骤1)中所述二茂铁升华温度为137～140℃。
3.根据权利要求1所述1制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于步骤2)所述氦气流量为500～900sccm，加热温度为600～1000℃。
4.根据权利要求1所述1制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于步骤3)所述氩气/氢气混合气氛流量为900～1200sccm，氩气/氢气比为0.95/0.05。
5.根据权利要求1所述1制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于步骤4)所述氦气流量为500～900sccm。
6.一种制备权利要求1所述高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的装置，其特征在于装置包括氦气瓶(1)、氩气/氢气混合气瓶(2)、质量流量控制器一(3)、质量流量控制器二(4)、进气口(5)、铝箔船型容器(6)、热盘(7)、石英管(8)、SiO2基底(9)、硅衬底(10)、铁质下降楔形台(11)、管式加热炉(12)、排气口(13)；
氦气瓶(1)和氩气/氢气混合气瓶(2)分别通过质量流量控制器一(3)、质量流量控制器二(4)连接至进气口(5)；进气口(5)通过机械咬合方式连接至石英管(8)的一端；石英管的另一端为排气口(13)；石英管(8)横贯管式加热炉(12)，在石英管(8)位于管式加热炉(12)中的部分中部放置铁质下降楔形台(11)，铁质下降楔形台(11)倾角面迎着来流方向，往上依次放置硅衬底(10)和SiO2基底(9)；管式加热炉(12)外的石英管(8)部分中部置有一铝箔船型容器(6)，铝箔船型容器(6)正下方放置一热盘(7)用于对铝箔船型容器(6)内的催化剂进行加热。
制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法及装置
技术领域
背景技术
为热界面材料逐步在微电子领域中得到了应用。碳纳米管有着强sp 键、石墨烯六边形微观结构和准弹道声子传输性能，所以具有极高的热导率。实验研究表明单根单壁碳纳米管热导率高达5800W/m K，多壁碳纳米管热导率可超过3000W/m K，比铜的热导率高出一个数量级。并且碳纳米管有着与铟接近的机械柔顺度，可充分填充于材料接触界面的空隙，改善热传导。在一个体积填充分数为3％的多壁碳纳米管阵列中，如果单根碳纳米管的热导率都为
3000W/m K，那么总热阻将低于金属焊料，同时柔顺度优于金属焊料，可承受更剧烈的热膨胀不匹配而不发生疲劳失效。因此碳纳米管是一种很有前景的热界面材料。
发明内容
6、具体实施方式
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