技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及LED散熱技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種適用于LED的鋁合金散熱材料及其制備方法及用途。
背景技術(shù):
LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。但目前LED產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn),其中LED散熱是一個(gè)亟待解決的問題!LED燈對(duì)散熱要求高,有70%的LED燈故障是因散熱不及時(shí)引起的,LED產(chǎn)生的熱量90%是通過傳導(dǎo)方式向外擴(kuò)散。目前影響LED燈壽命的關(guān)鍵即光源品質(zhì)和整燈散熱效果,亟需開發(fā)高性能散熱材料。
傳統(tǒng)材料上,銅的熱導(dǎo)率最高,是很好的散熱材料,但銅的成本高、密度大,限制了其在散熱器上的應(yīng)用;鋁的熱導(dǎo)率較高、成本較低,是散熱器的主要材料;鎂的熱導(dǎo)率較銅和鋁差,但是鎂合金的散熱性能優(yōu)于銅合金和鋁合金。因此,在保證鋁合金的熱導(dǎo)效果的前提下,如何提高鋁合金的散熱性能是亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于LED的散熱效果好的鋁合金散熱材料及其制備方法及用途。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹0.8~4.5%、鈧0.08~0.15%、鎘0.02~0.06%,余量為鋁。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述鋁的質(zhì)量純度≥99.8%。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹1.8~3.5%、鈧0.10~0.12%、鎘0.03~0.05%,余量為鋁。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹2.8%、鈧0.10%、鎘0.04%,余量為鋁。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.25~0.28%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑70~78%和蛭石22~30%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石30~45%和凹凸棒土55~70%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至300~400℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于95~110℃的干燥箱內(nèi)干燥3~5小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的80~85%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1050~1100℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢瑁w粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢瑁w粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至750~780℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為25~30min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置15~20min,最后將溫度調(diào)至720~750℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
所述的鋁合金散熱材料在制備LED散熱型材中的用途。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過在純鋁中摻入一定量的高熱導(dǎo)高比熱的金屬鈹、高強(qiáng)度和塑性的金屬鈧、較高抗拉強(qiáng)度和耐磨性的金屬鎘,制成一種鋁合金散熱材料,在25℃條件下,該鋁合金散熱材料的熱導(dǎo)率大約為223~232W/(m·K),相同試驗(yàn)條件下(試驗(yàn)環(huán)境、電功率、電流等),相對(duì)于AZ91鎂合金,該鋁合金散熱材料的結(jié)點(diǎn)溫度下降了1.94~2.85℃,10000h光衰下降了1.96~2.53%,使用壽命延長(zhǎng)了15.3~18.9%,顯示出良好的散熱性能。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中,一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹0.8%、鈧0.08%、鎘0.02%,余量為鋁(質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.28%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑70%和蛭石30%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石30%和凹凸棒土70%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至300℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于95℃的干燥箱內(nèi)干燥5小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的80%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1050℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至750℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為30min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置15min,最后將溫度調(diào)至720℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中,一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹4.5%、鈧0.15%、鎘0.06%,余量為鋁(質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.25%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑78%和蛭石22%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石45%和凹凸棒土55%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至400℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于110℃的干燥箱內(nèi)干燥3小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的85%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1100℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至780℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為25min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置20min,最后將溫度調(diào)至750℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中,一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹0.8%、鈧0.15%、鎘0.06%,余量為鋁(質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中,一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹4.5%、鈧0.08%、鎘0.02%,余量為鋁(質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢瑁w粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中,一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹2.8%、鈧0.10%、鎘0.04%,余量為鋁質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢瑁w粒狀金屬鈧?cè)酆蠹尤虢饘冁k,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
對(duì)比例1
一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹2.8%、鎘0.04%,余量為鋁質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹和金屬鎘,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鎘進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、金屬鎘、顆粒狀金屬鈹預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入金屬鎘,充分?jǐn)嚢杈鶆颍缓笕鲆粚拥诙采w劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
對(duì)比例2
一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹2.8%、鈧0.10%,余量為鋁質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹、金屬鈧進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹、金屬鈧粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁、顆粒狀金屬鈹和顆粒狀金屬鈧預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,金屬鋁全熔后加入步驟2)中預(yù)處理的顆粒狀金屬鈧,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
對(duì)比例3
一種適用于LED的鋁合金散熱材料,由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成:鈹2.8%,余量為鋁質(zhì)量純度≥99.8%)。
所述的適用于LED的鋁合金散熱材料的制備方法,包括以下步驟:
1)爐料準(zhǔn)備:按照所需元素配比稱取金屬鋁、金屬鈹,按所稱取原料總質(zhì)量的0.26%稱取六氯乙烷精煉劑,配制好第一覆蓋劑和第二覆蓋劑;第一覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由炭黑74%和蛭石26%組成;第二覆蓋劑按質(zhì)量百分比的原料由石灰石38%和凹凸棒土62%組成;
2)爐料預(yù)處理:將準(zhǔn)備好的金屬鋁、金屬鈹進(jìn)行除油、吹砂處理,并將金屬鈹粉碎成粒徑≤1mm的顆粒狀;將金屬鋁和顆粒狀金屬鈹預(yù)熱至350℃,分別將配制好的第一覆蓋劑、第二覆蓋劑粉碎并存放于105℃的干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí);
3)熔煉處理:將石墨坩堝放入熔煉爐中預(yù)熱至暗紅色后,先加入在步驟2)中預(yù)熱的82%的金屬鋁,升溫至金屬鋁熔化為鋁液,立即撈渣,然后撒上第一覆蓋劑,繼續(xù)升溫至1080℃,除去鋁液表面上的第一覆蓋劑,然后加入步驟2)中預(yù)處理的的顆粒狀金屬鈹,充分?jǐn)嚢?,待顆粒狀金屬鈹全熔后加入余下的金屬鋁,充分?jǐn)嚢杈鶆?,然后撒一層第二覆蓋劑覆蓋液面,以免出現(xiàn)液面燃燒及氧化現(xiàn)象;
4)精煉澆注:將溫度調(diào)至760℃,用六氯乙烷精煉劑進(jìn)行精煉處理,精煉時(shí)間為28min,精煉過程中反復(fù)攪拌,精煉后靜置18min,最后將溫度調(diào)至740℃進(jìn)行撈渣,撈渣后將制備好的合金液直接澆入成型模具中,冷卻后脫模,經(jīng)過精加工后得到鋁合金散熱材料。
在25℃條件下,對(duì)上述發(fā)明實(shí)施例1~5以及對(duì)比例1~3制得的鋁合金散熱材料進(jìn)行熱導(dǎo)率的測(cè)試,測(cè)得的結(jié)果如下表1所示。
此外,以AZ91鎂合金為對(duì)比,對(duì)上述發(fā)明實(shí)施例1~5以及對(duì)比例1~3制得的鋁合金散熱材料進(jìn)行散熱性試驗(yàn),試驗(yàn)條件為:5W LED燈,驅(qū)動(dòng)電流1000mA;通電時(shí)間87~140min;取樣間隔5s;出光方向水平;散熱環(huán)境室內(nèi)自然對(duì)流。試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
由表1中數(shù)據(jù)可以看出:在25℃條件下,本發(fā)明制備的鋁合金散熱材料的熱導(dǎo)率大約為223~232W/(m·K);相對(duì)于AZ91鎂合金,該鋁合金散熱材料的結(jié)點(diǎn)溫度下降了1.94~2.85℃,10000h光衰下降了1.96~2.53%,使用壽命延長(zhǎng)了15.3~18.9%,顯示出良好的散熱性能。
表1各組的性能對(duì)比
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點(diǎn)來看,均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外,應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述,但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。