[发明专利]一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法，涉及热管理材料领域，根据弹性压缩结构的2.5D连续碳纤维编织物和聚碳硅烷溶液制得预处理织物A；将硝酸铝加入酚醛树脂的乙醇溶液中制得浸渍溶液；根据预处理织物A与浸渍溶液制得到预处理织物B；将氮化铝粉、乙醇、硅烷偶联剂球磨，得到改性氮化铝；将改性氮化铝、纳米氧化铝、硝酸铝先后加入至酚醛溶胶中，得到溶胶混合物；将预处理织物B加入至溶胶混合物中，加入胺类催化剂进行酚醛凝胶反应，得到块体C；将块体C沿着2.5D连续碳纤维编织物进行热压烧结，得到强韧化耐高温绝缘导热复合材料。能够解决现有陶瓷基耐高温绝缘导热材料脆性大、韧性不足、抗热震性能差的问题。

技术领域

本发明涉及热管理材料制备技术领域，具体涉及一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法。

背景技术

随着电子技术的不断发展，大功率电子器件的不断应用，散热已经成为电子集成技术发展所要面对的主要问题，以氧化铝、氮化铝、氮化硅等材料为代表的耐高温绝缘导热材料以其良好的耐高温性能、导热性能、绝缘性能在航空航天领域有着广泛的应用前景。然而，由于这三类材料具有脆性大、韧性不足、抗热震性能差等问题，严重制约了此类材料的实际应用前景。为解决该问题，急需发明一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法。

发明内容

为了解决现有以氮化铝材料为代表的陶瓷基耐高温绝缘导热材料脆性大，韧性不足，抗热震性能差的问题，本发明提供一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种强韧化耐高温绝缘导热复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将具有可弹性压缩结构的2.5D连续碳纤维编织物在聚碳硅烷溶液中浸渍后取出，干燥后得到预处理织物A；

(2)将硝酸铝加入酚醛树脂的乙醇溶液中，混合均匀后，制得浸渍溶液；

(3)将所述预处理织物A在所述浸渍溶液中浸渍后取出，干燥后得到预处理织物B；

(4)将氮化铝粉、乙醇、硅烷偶联剂加入到球磨罐中，球磨3-10h后，取出并真空干燥，然后在干燥的惰性气氛保护环境下进行研磨，得到改性氮化铝；

(5)将所述改性氮化铝、纳米氧化铝、硝酸铝先后加入至酚醛溶胶中，改性氮化铝的质量占比不低于90％，搅拌并悬浮均匀，得到溶胶混合物；

(6)将所述预处理织物B加入至所述溶胶混合物之中，加入胺类催化剂进行酚醛凝胶反应，然后进行常压干燥，得到块体C；

(7)将所述块体C置于马弗炉中于500-600℃处理1-6h后，冷却至室温取出并转移至惰性气氛保护的碳管炉中，沿着所述2.5D连续碳纤维编织物进行热压烧结，保温时间1-10h，烧结完毕后取出得到强韧化耐高温绝缘导热复合材料。

优选地，步骤(1)中的干燥条件为：室温干燥1-10h，再于50-150℃真空干燥1-10h。

优选地，步骤(3)中的干燥条件为：0-50℃干燥2-5h，然后升温至90-150℃继续干燥5-10h。

优选地，步骤(4)中的惰性气氛为氮气或稀有气体中的一种。

优选地，步骤(4)中的球磨速度为100-400r/min。

优选地，步骤(4)中的球磨速度优选200-300r/min。

优选地，步骤(4)中的氮化铝粉、乙醇、硅烷偶联剂的添加质量比为(30-50):(40-100):(1-3)。

优选地，步骤(6)中的胺类催化剂含量为所述酚醛溶胶质量的0.1％～2％。

优选地，步骤(7)中的惰性气氛为氮气或稀有气体中的一种。