[发明专利]基于多尺度结构控制的高分子导热复合材料成型方法及装置

权利要求书

1.一种基于多尺度结构控制的高分子导热复合材料成型装置，其特征在于，包括在同一轴线上下布置的上压头(4)和下压头(10)，上压头内部设有上线圈(3)、上进水口(22)、上出水口(23)、磁场传感器(21)和上温度传感器(7)，上压头底面与上模具(20)相连；下压头内设有下线圈(11)、下进水口(17)、下出水口(16)、下温度传感器(9)和压力传感器(15)，下压头顶面与下模具(18)相连；上模具的下表面和/或下模具的上表面具有有序微结构特征；上线圈和下线圈为共轴布置；上压头和下压头通过上导柱(2)和下导柱(12)分别与上油缸(1)和下油缸(13)相连，上压头和下压头都可以在油缸作用下沿轴线上下移动；机架(14)上还布置有红外加热器(19)；

该装置使用以下方法：对导热填料进行磁化改性，使其具备顺磁性，并通过熔融共混或溶液共混方式制备复合材料坯料，将加热至高弹态的聚合物/磁化填料复合材料坯料置于磁场中，通过改变外加磁场强度、磁场类型和磁场作用时间工艺条件在外磁场诱导作用实现填料定向排列，形成填料通路，同时利用具有有序微结构的模具对坯料进行模压，将有序微结构压印到坯料表面，随后对制品进行冷却脱模，最终成型具有内部填料通路和表面有序结构的导热复合材料制品；

该装置使用时，首先将聚合物基体/顺磁填料复合材料坯料升高至一定温度，然后对复合材料施加磁场，诱导填料定向排列，并在此过程中控制模具以一定压力与复合材料接触，将模具表面的有序微结构特征压印在坯料表面，最后冷却脱模，一次实现内部填料通路和表面有序结构的成型；

导热填料可以是单一填料，也可以是多种填料组成的杂化填料。

2.根据权利要求1所述一种基于多尺度结构控制的高分子导热复合材料成型装置，其特征在于，所述红外加热元件用于加热复合材料坯料，上压头和下压头内的进水口和出水口用于通冷却水冷却制品。

3.根据权利要求1所述一种基于多尺度结构控制的高分子导热复合材料成型装置，其特征在于，所述上压头和下压头内分别设有上线圈和下线圈，上线圈和下线圈的线圈大小相同，匝数相同，缠绕方向相同，串联于同一电路中。

4.根据权利要求1所述一种基于多尺度结构控制的高分子导热复合材料成型装置，所述上线圈和下线圈中的电流可通过控制器(8)调节。