[发明专利]一种石墨块材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨材料及石墨材料的制备方法。

背景技术

石墨具有良好的热、电性能，具有广泛的应用。从微观结构上说，石墨晶体具有层状结构，具有各向异性的特点，其力学、电学、热学性能都是各向异性的。热导率也不例外，各向异性的石墨材料有一个高热传导的方向以及与之垂直的低导热方向，其中相对高导热方向即为石墨材料的主要导热方向。天然形成的石墨材料晶粒都比较小，人造石墨也未见有宏观尺寸的石墨单晶的报道，因此宏观使用的石墨材料都是石墨的多晶体，而且内部总有一些部分的结晶度，也即石墨化度不高。对于多晶石墨材料来说，如果微晶的取向度不高，甚至是随机排列的，则整体的导热性不高，一般都在100W/mK以下。只有相邻晶粒的高导热方向互相平行或者接近平行，整体才能有较高的导热性。高导热的石墨材料，因为石墨密度低、热导率高、价格较低等得点而在热管理材料上有很广泛的应用前景。

用做散热材料是石墨材料的一个重要的应用领域，将需要散去的热量通过石墨传递出去。然而如果单纯使用石墨材料，通常石墨材料中仅与热源接触的部分能发挥散热效果，而其余未与热源接触的部分则难以发挥散热性能，导致此时石墨材料的散热性能难以全面发挥。另一方面，由于高导电和耐高温，石墨也是很多高温应用的发热体。作为发热体，往往置于被加热部件的一侧，而现有的石墨材料作为发热体时，热量沿各个方向传播，其中能传递给被加热部件用于加热的能量有限，能量利用效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种石墨块材料及其制备方法，制得的石墨块材料用于散热或者发热时的性能较好。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种石墨块材料，包括两层石墨层结构，所述第一层石墨层结构各向异性，所述第一层石墨层结构设置在所述第二层石墨层结构上，所述第一层石墨层结构的相对高导热方向为与所述第二层石墨层结构表面平行的方向，两层石墨层结构经炭化烧成一体后形成一个整体。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

一种石墨块材料的制备方法，包括以下步骤：将各向异性的第一层石墨层结构设置在所述第二层石墨层结构上，设置时将所述第一层石墨层结构的相对高导热方向平行于所述第二层石墨层结构的表面；再将两层石墨层结构炭化烧成一体后形成一个整体，得到所述石墨块材料。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的石墨块材料及其制备方法中，石墨块材料由两层石墨层结构构成，第一层石墨层结构的相对高导热方向为与所述第二层石墨层结构表面平行的方向，且两层石墨层结构经炭化后形成一个整体，两者烧成一体使得两层结构近似“无缝”接触，界面热阻很低，传热效果显著。这样用于散热时，第二层石墨层结构作为散热层，其上的第一层石墨层结构作为均热层，从而通过均热层使得第二层石墨层结构的整个表面部分均用于传递热量散热，提高散热效率。用于发热时，第二层石墨层结构作为发热层，其上的第一层石墨层结构作为隔热层，能阻止发热层的热量朝背离需加热的部件方向传递，使发热层热量尽可能多地朝需加热的部件所在方向传递，提高热量利用效率。本发明的石墨块材料设置两层结构，且由于烧成一体，石墨块材料内部传热效果好，用于散热或者发热时的性能改善较显著。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一中的石墨块材料的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式一中的石墨块材料用于散热时的使用状态示意图；

图3是本发明具体实施方式一中的石墨块材料用于发热时的使用状态示意图；

图4是本发明具体实施方式四中的石墨块材料的剖面分解示意图；

图5是本发明具体实施方式六中的石墨块材料的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。