文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
石墨散热器挤压成形及后处理工艺研究
姓名:张军
申请学位级别:硕士
专业:材料加工
指导教师:史玉升
20090523
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着电子器件的功率密度越来越高,在工作中发出的热量也越来越多,因此对
散热器提出了更高的要求,在很多的场合,传统的铜、铝散热器已难以胜任。石墨
材料具有导热好、密度低等优点,因而新型的石墨散热器将具有极大的发展潜力。
已有国外研究机构将天然石墨制成石墨散热器应用到笔记本电脑、液晶显示器等领
域,然而其制作工艺存在原材料制备复杂、工艺繁琐、效率低等缺陷。本文的目的
就是研究一种高效、简便易行、能够整体成形石墨散热器的工艺。主要研究内容和
结论如下:
对适合于挤压成形的炭石墨材料进行了研究,确定了骨料为人工石墨粉、粘接
剂为中温煤沥青,并且当煤沥青质量分数为 35%时具有较好的成形性。
分析了挤压对糊料性质的要求,在此基础上通过实验确定了混捏时间为 35 分钟,
通过测定及分析煤沥青的温度—粘度曲线,确定了混捏温度为 170℃。
分析了挤压过程中常见的生坯缺陷产生的原因,探讨了挤压压力、糊料温度、
模具温度对生坯质量的影响,并通过正交试验方法、以生坯抗弯强度和表面粗糙度
为指标进行优化,优化后的工艺参数为:挤压压力 80~100 kg/cm2、糊料温度 80~
90℃、模具温度 150℃。
对生坯的焙烧和石墨化后处理工艺进行了分析和研究化。分析了加热和冷却速
度对焙烧过程的影响,通过分析煤沥青的热失重曲线特征,确定了合适的焙烧工艺;
通过测定不同工艺下的抗弯强度及导热系数,研究了不同石墨化温度对最终性能的
影响,并确定了合适的石墨化工艺;同时采用 ESEM 分析了试样的显微结构。经后处
理的试样导热系数达到 (W/m·K),抗弯强度 ,表面粗糙度 ,
综合性能还有待提高。
本文创新性的将挤压工艺引入到石墨散热器生坯的成形中来,并通过合适的后
处理工艺提升其导热性能,研究表明本文工艺基本可行,将为后续研究奠定基础,
为石墨散热器的高效生产指明方向。

关键词:石墨散热器;导热性;混捏;挤压;焙烧;石墨化
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The power density of electronic devices is growing higher, they are dissipating more
and more heat while work, so heat sink must be more efficient. On many occasions ,
traditional heat sinks made by copper and aluminum can’t cope with the severe situation.
Graphite bines excellent thermal properties and low density, can meet the
requirement for developing new heat sinks. A research institution has apply heat sinks
made of natural graphite to puter, liquid crystal display and so on, but the
processing technique has some drawbacks like the material preparation and manufacturing
process plicated and the efficiency is low. The purpose of this paper is focus on a
new craft of making graphite heat sinks, which is high-efficiency and easy, and can
achieve integral processing. The main research contents and results are as follows:
Carbon-graphite material suitable for extrusion forming is investigated. The skeletal
material is electrographite powder, the adhesive is