一种led散热器用散热片及其制备方法
阅读说明：本技术 一种led散热器用散热片及其制备方法 (Radiating fin for LED radiator and preparation method thereof ) 是由 李喜尼 黄智伟 黄斯哲 于 2020-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种LED散热器用散热片的制备方法,步骤为：(1)制备氧化铝改性粉末：将氧化铝粉末过筛,经过丙酮浸泡、稀盐酸浸泡、SnCl_2的水溶液浸泡、氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液水热处理；NiCl_2、柠檬酸钠、H_3BO_3的水溶液浸泡获得固相D；(2)将7028铝合金加热至730～760℃熔化成铝液,向铝液中加入所述固相D,搅拌均匀后冷却至700～730℃浇铸成型,空冷至常温后,再次置于150±5℃环境中保温3～4h,保温结束后空冷至常温,修边,精磨,得到所述散热片。采用本发明所述方法制备的散热片具有良好的导热性,且强度较高,不易变形损坏,采用铝合金材质,质地较轻,减少了散热器整体的重量。(The invention discloses a preparation method of a radiating fin for an LED radiator, which comprises the following steps: (1) preparing alumina modified powder: sieving aluminum oxide powder, soaking in acetone, dilute hydrochloric acid, and SnCl 2 Soaking the mixture in water solution, and performing hydrothermal treatment on the mixture of sodium hydroxide, sodium pyrophosphate and sodium lactate; NiCl 2 Sodium citrate, H 3 BO 3 Soaking the solution to obtain a solid phase D; (2) heating 7028 aluminum alloy to 730-760 ℃ to melt the aluminum alloy into aluminum liquid, adding the solid phase D into the aluminum liquid, uniformly stirring, cooling to 700-730 ℃, casting and molding, air cooling to normal temperature, and cooling againAnd (3) preserving heat for 3-4 hours in an environment of 150 +/-5 ℃, air-cooling to normal temperature after heat preservation is finished, trimming, and finely grinding to obtain the radiating fin. The radiating fin prepared by the method has good thermal conductivity, high strength and low possibility of deformation and damage, is made of aluminum alloy, has light texture and reduces the overall weight of the radiator.)
技术领域
本发明涉及LED光源技术领域，特别涉及一种LED散热器用散热片及其制备方法。
背景技术
随着技术的迅猛发展，通讯设备、仪器与部件的设计越来越趋向于小型化、紧凑化、高效化、轻量化等方向发展。LED由于其高效的发光效率而备受各领域关注，尤其是在大功率灯具应用领域，如岛礁、舰艇、航空航天等，但由于其大功率所带来的大热量造成LED使用寿命严重下降，灯具的光衰可高达20%～30%。因此传热过程、散热技术以及导热材料越来越引起研究者的重视。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种LED散热器用散热片，所述散热片的制备方法如下。
(1) 制备氧化铝改性粉末：将氧化铝粉末过1000目以上的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡2～3次，烘干；配置稀盐酸溶液，将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，浸泡过程中搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中20～30min，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得固相B；配置氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液，将所述固相B浸泡在所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中形成混合物，混合物置于密闭容器内，加热至160±5℃保温10～16min，保温结束后混合物随容器空冷至常温，然后将混合物取出，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得固相C；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，用碱溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至9～10，将所述固相C浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，水浴恒温至80～86℃保温1～2h，再向溶液中滴加亚磷酸钠溶液，加料完成后继续保温5～6h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得固相D；
(2) 将7028铝合金加热至730～760℃熔化成铝液，向铝液中加入所述固相D，搅拌均匀后冷却至700～730℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温3～4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到所述散热片。
进一步地，所述氧化铝为β-Al2O3，所述丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍以上；所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；所述稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍。
进一步地，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为2%～6%，其余为水；SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍。
进一步地，所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中，氢氧化钠的质量百分含量为1%～3%，焦磷酸钠的浓度为5～10g/500mL，乳酸钠的浓度为30～35g/500mL，其余为水；所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍。
进一步地，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为100～130g/L，柠檬酸钠的浓度为20～60 g/L，H3BO3的浓度为10～20 g/L，其余为水；所述碱溶液为溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相C质量的8倍。
进一步地，所述亚磷酸钠溶液中亚磷酸钠的质量百分含量为4%～6%。
进一步地，铝液中加入所述固相D的量比为1g固相D/500～600g铝液。
本发明的有益效果在于：采用本发明所述方法制备的散热片具有良好的导热性，且强度较高，不易变形损坏，质地较轻，减少了散热器整体的重量，实用性优良。
附图说明
图1为各实施例和对比例制得散热片的力学性能和导热性能对比图。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1。
一种LED散热器用散热片，所述散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为2%，其余为水；将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中20min，SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍；浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相B；配置氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液，所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中，氢氧化钠的质量百分含量为1%，焦磷酸钠的浓度为5g/500mL，乳酸钠的浓度为30g/500mL，其余为水；将所述固相B浸泡在所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中形成混合物，混合物中氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍，混合物置于密闭容器内，加热至160±5℃保温10min，保温结束后混合物随容器空冷至常温，然后将混合物取出，固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相C；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为100g/L，柠檬酸钠的浓度为20g/L，H3BO3的浓度为10g/L，其余为水；用溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至10，将所述固相C浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相C质量的8倍；水浴恒温至80～86℃保温1h，再向溶液中滴加亚磷酸钠质量百分含量为4%的亚磷酸钠溶液，亚磷酸钠溶液的加入质量为固相C质量的1.6倍；加料完成后继续保温5h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相D；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相D/500g铝液的比例向铝液中加入所述固相D，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温3h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到所述散热片。
实施例2。
一种LED散热器用散热片，所述散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为3%，其余为水；将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中20min，SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍；浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相B；配置氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液，所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中，氢氧化钠的质量百分含量为2%，焦磷酸钠的浓度为7g/500mL，乳酸钠的浓度为33g/500mL，其余为水；将所述固相B浸泡在所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中形成混合物，混合物中氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍，混合物置于密闭容器内，加热至160±5℃保温12min，保温结束后混合物随容器空冷至常温，然后将混合物取出，固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相C；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为110g/L，柠檬酸钠的浓度为30 g/L，H3BO3的浓度为14g/L，其余为水；用溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至10，将所述固相C浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相C质量的8倍；水浴恒温至80～86℃保温1h，再向溶液中滴加亚磷酸钠质量百分含量为5%的亚磷酸钠溶液，亚磷酸钠溶液的加入质量为固相C质量的1.6倍；加料完成后继续保温5h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相D；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相D/500g铝液的比例向铝液中加入所述固相D，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温3h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到所述散热片。
实施例3。
一种LED散热器用散热片，所述散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为5%，其余为水；将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中30min，SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍；浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相B；配置氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液，所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中，氢氧化钠的质量百分含量为2%，焦磷酸钠的浓度为9g/500mL，乳酸钠的浓度为33g/500mL，其余为水；将所述固相B浸泡在所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中形成混合物，混合物中氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍，混合物置于密闭容器内，加热至160±5℃保温14min，保温结束后混合物随容器空冷至常温，然后将混合物取出，固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相C；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为120g/L，柠檬酸钠的浓度为50 g/L，H3BO3的浓度为18g/L，其余为水；用溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至10，将所述固相C浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相C质量的8倍；水浴恒温至80～86℃保温2h，再向溶液中滴加亚磷酸钠质量百分含量为5%的亚磷酸钠溶液，亚磷酸钠溶液的加入质量为固相C质量的1.6倍；加料完成后继续保温6h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相D；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相D/600g铝液的比例向铝液中加入所述固相D，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到所述散热片。
实施例4。
一种LED散热器用散热片，所述散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为6%，其余为水；将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中30min，SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍；浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相B；配置氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液，所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中，氢氧化钠的质量百分含量为3%，焦磷酸钠的浓度为10g/500mL，乳酸钠的浓度为35g/500mL，其余为水；将所述固相B浸泡在所述氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液中形成混合物，混合物中氢氧化钠、焦磷酸钠、乳酸钠的混合水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍，混合物置于密闭容器内，加热至160±5℃保温16min，保温结束后混合物随容器空冷至常温，然后将混合物取出，固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相C；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为130g/L，柠檬酸钠的浓度为60 g/L，H3BO3的浓度为20 g/L，其余为水；用溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至10，将所述固相C浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相C质量的8倍；水浴恒温至80～86℃保温2h，再向溶液中滴加亚磷酸钠质量百分含量为6%的亚磷酸钠溶液，亚磷酸钠溶液的加入质量为固相C质量的1.6倍；加料完成后继续保温6h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相D；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相D/600g铝液的比例向铝液中加入所述固相D，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到所述散热片。
对比例1。
为了便于效果比对，本对比例设计了一种散热片的制备方法为：
(1) 将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g β-Al2O3粉末/600g铝液的比例向铝液中加入步骤(1)处理后的β-Al2O3粉末，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到本对比例的散热片。
对比例2。
为了便于效果比对，本对比例设计了一种散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相A/600g铝液的比例向铝液中加入所述固相A，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到本对比例的散热片。
对比例3。
为了便于效果比对，本对比例设计了一种散热片的制备方法为：
(1) 制备氧化铝改性粉末：将β-Al2O3粉末过1000目的筛网，收集过筛后的粉末，用丙酮浸泡3次，每次用丙酮的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的8倍，85±5℃条件下烘干；配置稀盐酸溶液，所述稀盐酸溶液中溶质的质量百分含量为5%，其余为水；将烘干后的氧化铝粉末浸泡在所述稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液的质量为浸泡其中的氧化铝粉末质量的10倍，浸泡过程中以80r/min的速度缓慢搅拌溶液，浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相A；配置SnCl2的水溶液并恒温至55±5℃，所述SnCl2的水溶液中，SnCl2的质量百分含量为5%，其余为水；将所述固相A浸泡在所述SnCl2的水溶液中30min，SnCl2的水溶液质量为浸泡其中的固相A质量的6倍；浸泡完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相B；配置NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，NiCl2的浓度为120g/L，柠檬酸钠的浓度为50 g/L，H3BO3的浓度为18g/L，其余为水；用溶质质量分数为5%的氢氧化钠水溶液将所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液pH调整至10，将所述固相B浸泡在所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液中，所述NiCl2、柠檬酸钠、H3BO3的水溶液质量为浸泡其中的固相B质量的8倍；水浴恒温至80～86℃保温2h，再向溶液中滴加亚磷酸钠质量百分含量为5%的亚磷酸钠溶液，亚磷酸钠溶液的加入质量为固相B质量的1.6倍；加料完成后继续保温6h，保温结束后冷却至常温，过滤，固相用去离子水洗涤3次，85±5℃条件下烘干，获得固相C；
(2) 将7028铝合金加热至740±10℃熔化成铝液，按质量比1g固相C/600g铝液的比例向铝液中加入所述固相C，搅拌均匀后冷却至720±10℃浇铸成型，空冷至常温后，再次置于150±5℃环境中保温4h，保温结束后空冷至常温，修边，精磨，得到本对比例的散热片。
实施例5。
采用数字金属电导率测试仪测量实施例1～4和对比例1～3制得的散热片的电导率，并根据Wiedeman-Franz定律计算合金的热导率，每组分别独立测试6次，取算数平均值；采用拉力试验机测量实施例1～4和对比例1～3制得的散热片屈服强度，每组分别独立测试6次，取算数平均值，结果如图1所示。由图1可知，采用本发明所述方法制备的散热片具有良好的导热性，且强度较高，不易变形损坏，采用铝合金材质，质地较轻，减少了散热器整体的重量。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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