技术领域
[0001] 本申请要求于2019年6月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10‑2019‑0071483号的优先权日的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0002] 本申请涉及用于制造复合材料的方法和复合材料。
相关背景技术
[0003] 金属泡沫具有多种且有益的特性，例如轻质特性、能量吸收特性、隔热特性、耐火性或生态友好性。因此，金属泡沫可以应用于多个领域，例如轻质结构、运输机械、建筑材料或能量吸收装置。金属泡沫具有高的比表面积并且可以改善电子或流体(例如液体和气体)的流动。因此，金属泡沫还可以有益地用于热交换装置用基板、催化剂、传感器、致动器、二次电池或微流体流量控制器等。特别地，由于金属泡沫具有显示出高的热导率的金属组分并且具有其中金属组分相互连接的结构，因此其可以主要用作散热材料。
[0004] 然而，由于金属泡沫内部的孔形成的有些不规则，因此金属泡沫的最外表面不平坦。由于这个原因，当金属泡沫用作热界面材料(thermal interface material，TIM)时，存在与金属泡沫接触的材料的结合面积减小，并因此相关材料的传热效率降低的问题。
具体实施方式
[0108] 在下文中，将通过以下实施例详细地描述本申请，但本申请的范围不受以下实施例的限制。
[0109] 制造例1.金属泡沫
[0110] 使用平均粒径(D50粒径)为约60μm左右的铜(Cu)粉末。使用texanol作为分散剂，并且使用乙基纤维素作为粘结剂。通过将通过使乙基纤维素溶解在texanol中至约7重量％的浓度而获得的溶液与铜粉末混合使得重量比为约1:1来制备浆料。
[0111] 将浆料以厚度为约250μm的膜的形式涂覆并在约120℃的温度下干燥约60分钟以形成金属泡沫前体。其后，通过在电炉中施加外部热源以使前体在氢气/氩气气氛中在约1000℃的温度下保持约2小时来进行烧结，并制造金属泡沫。制造的金属泡沫具有约85μm的
2
厚度、约64％的孔隙率、约7.5μm左右的表面粗糙度和约0.466Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。使用Analysis Tech的TIM Tester 1300作为热阻的测量设备，并且根据设备的手册来测量热阻(在下文中，这以相同的方式使用)。
[0112] 制造例1的金属泡沫的激光显微照片及其表面形状分析结果在图1中示出。
[0113] 制造例2.金属泡沫
[0114] 以与制造例1中相同的方式制造金属泡沫，不同之处在于将浆料涂层厚度调节为约300μm。制造的金属泡沫具有约100μm的厚度、约64％的孔隙率、约8μm左右的表面粗糙度2
和约0.496Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。金属泡沫的SEM照片在图2中示出。
[0115] 制造例3.金属泡沫
[0116] 以与制造例1中相同的方式制造金属泡沫，不同之处在于将浆料涂层厚度调节为约1500μm。制造的金属泡沫具有约500μm的厚度、约70％的孔隙率、约9μm左右的表面粗糙度2
和约0.871Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。
[0117] 制造例4.金属泡沫
[0118] 以与制造例1中相同的方式制造金属泡沫，不同之处在于将浆料涂层厚度调节为约2500μm。制造的金属泡沫具有约1000μm的厚度、约75％的孔隙率、约10μm左右的表面粗糙2
度和约1.064Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。
[0119] 制造例5.金属泡沫
[0120] 将辊压机装置(WCRP‑1015G，Wellcos Corp)的辊之间的间隙设定为70μm，并使制造例1的金属泡沫通过装置的辊以制造经压制的金属泡沫。经压制的金属泡沫具有约70μm2
的厚度、约53％的孔隙率、约5.2μm左右的表面粗糙度和约0.335Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。制造例5的金属泡沫的激光显微照片及其表面形状分析结果在图3中示出。
[0121] 制造例6.金属泡沫
[0122] 将辊压机装置(WCRP‑1015G，Wellcos Corp)的辊之间的间隙设定为80μm，并使制造例2的金属泡沫通过装置的辊以制造经压制的金属泡沫。经压制的金属泡沫具有约80μm2
的厚度、约57％的孔隙率、约4μm左右的表面粗糙度和约0.360Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。制造例6的SEM照片在图4中示出。
[0123] 制造例7.金属泡沫
[0124] 将辊压机装置(WCRP‑1015G，Wellcos Corp)的辊之间的间隙设定为300μm，并使制造例3的金属泡沫通过装置的辊以制造经压制的金属泡沫。经压制的金属泡沫具有约300μm2
的厚度、约55％的孔隙率、约5μm左右的表面粗糙度和约0.403Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。
[0125] 制造例8.金属泡沫
[0126] 将辊压机装置(WCRP‑1015G，Wellcos Corp)的辊之间的间隙设定为500μm，并使制造例4的金属泡沫通过装置的辊以制造经压制的金属泡沫。经压制的金属泡沫具有约50μm2
的厚度、约45％的孔隙率、约4μm左右的表面粗糙度和约0.527Kin/W的在20psi的压力条件下的热阻。
[0127] 根据图1至4，可以确定金属泡沫表面依据压制相对平滑地形成，从而具有比压制之前的热阻更低的热阻。
[0128] 实施例1.复合材料
[0129] 将制造例5的金属泡沫浸渍在作为可固化聚合物的热固性有机硅树脂(聚二甲基硅氧烷，Sylgard 527kit,Dow Corning)中。使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约80μm。随后，通过将聚合物组合物在保持在120℃的烘箱中静置约10分钟使其固化来制造膜状的复合材料。图5是实施例1的复合材料的激光显微照片及其表面形状分析结果，图6是实施例1的复合材料的SEM照片。复合材2
料的表面粗糙度为约1.2μm，以及在20psi的压力条件下的热阻为约0.098Kin/W。
[0130] 实施例2.复合材料
[0131] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例6的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约90μm。图7是实施例2的复合材料的SEM照片。复合材2
料的表面粗糙度为约1.5μm，以及在20psi的压力条件下的热阻为约0.102Kin/W。
[0132] 实施例3.复合材料
[0133] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例7的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约320μm。复合材料的表面粗糙度为约1.6μm，以及在2
20psi的压力条件下的热阻为约0.226Kin/W。
[0134] 实施例4.复合材料
[0135] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例8的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约525μm。复合材料的表面粗糙度为约1.8μm，以及在2
20psi的压力条件下的热阻为约0.315Kin/W。
[0136] 比较例1.复合材料
[0137] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例1的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约100μm。图8是比较例1的复合材料的SEM照片。复合2
材料的表面粗糙度为约2.5μm，以及在20psi的压力条件下的热阻为约0.203Kin/W。
[0138] 比较例2.复合材料
[0139] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例2的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约110μm。图9是比较例2的复合材料的SEM照片。复合2
材料的表面粗糙度为约2.4μm，以及在20psi的压力条件下的热阻为约0.236Kin/W。
[0140] 比较例3.复合材料
[0141] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例3的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约530μm。复合材料的表面粗糙度为约3.2μm，以及在2
20psi的压力条件下的热阻为约0.652Kin/W。
[0142] 比较例4.复合材料
[0143] 以与实施例1中相同的方式制造复合材料，不同之处在于浸渍制造例4的金属泡沫代替制造例5的金属泡沫，并且使用膜施加器除去过量的有机硅树脂使得其中浸渍有金属泡沫的可固化聚合物组合物的厚度为约1050μm。复合材料的表面粗糙度为约3.0μm，以及在2
20psi的压力条件下的热阻为约0.783Kin/W。
[0144] 实施例和比较例的复合材料的物理特性分析结果在下表1和2中示出。
[0145] [表1]
[0146]
[0147] [表2]
[0148]
[0149] 根据表1和2，可以确定通过平坦化处理制造的复合材料，具体地，使用经压制的金属泡沫制造的实施例1至4的复合材料具有比比较例的复合材料的表面粗糙度更低的相对于厚度的表面粗糙度并且具有降低的热阻。由此，可以看出当用如本申请的方法中的平坦化处理制造复合材料时，复合材料的表面粗糙度和热导率可以得到改善。
