[发明专利]一种碳基毛细芯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种碳基毛细芯及其制备方法和应用，涉及毛细芯技术领域。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将木材沿生长方向分割成块状，然后浸泡于碱性溶液或强氧化性溶液中，得到脱除木质素的木材块；将所述脱除木质素的木材块依次进行压实和退火处理，得到碳基毛细芯。本发明以木材为基材制备毛细芯，相比于金属材料，具有低密度和耐酸碱的优势，能够降低碳基毛细芯的重量，同时提高碳基毛细芯的耐腐蚀性；本发明沿木材的生长方向切割，有利于保证毛细芯的有序性；通过在碱性溶液或强氧化性溶液中浸泡，去除木材中的木质素，配合压实和退火处理，能够大大增强毛细芯吸水传输水的效率。

技术领域

本发明涉及毛细芯技术领域，具体涉及一种碳基毛细芯及其制备方法和应用。

背景技术

在卫星的热控系统中，需要用冷却水循环进行降温控制，其中会用到毛细芯，利用毛细芯的毛细力将水吸过去进行循环。传统的毛细芯是由金属粉末冶金法制备的金属棒芯，如镍棒芯等。但随着卫星的小型化、功能化和高集成化发展，金属毛细芯存在的重量较重、毛细吸引力小(0.1g/s)、不耐腐蚀等问题(ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,21371-21381；王皓霖,基于镍铜基毛细芯的环路热管研究.山东大学硕士学位论文)日益突出，难以满足卫星热控系统的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳基毛细芯及其制备方法和应用，本发明制备的碳基毛细芯具有低密度、高毛细吸引力和耐腐蚀的优点，不仅解决了金属毛细芯存在的问题，而且制备工艺简单，适宜推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳基毛细芯的制备方法，包括以下步骤：

将木材沿生长方向分割成块状，然后浸泡于碱性溶液或强氧化性溶液中，得到脱除木质素的木材块；

将所述脱除木质素的木材块依次进行压实和退火处理，得到碳基毛细芯。

优选地，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、亚硫酸钠溶液和硫代硫酸铵溶液中的一种或几种。

优选地，所述强氧化性溶液为质量浓度为30％的过氧化氢溶液。

优选地，所述浸泡的温度为60～100℃，时间为10～48h。

优选地，所述浸泡后还包括：将浸泡所得木材块置于浓度为1.5～5mol/L的过氧化氢溶液中，对木质素进行深度去除，得到脱除木质素的木材块。

优选地，所述压实的压力为3～100MPa，保压时间为10～60min。

优选地，所述退火处理在保护性气氛或真空条件下进行，所述退火处理的温度为300～1000℃，保温时间为30min～5h。

优选地，所述木材包括椴木、云杉木、山毛榉木、桉树木、轻木、软木和银桦木中的一种或几种。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的碳基毛细芯，孔径为300nm～30μm，毛细吸引力为0.15～0.28g/s。

本发明提供了上述技术方案所述碳基毛细芯在卫星用环路热控系统中的应用。