[发明专利]一种SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨材料及制备方法

权利要求书

1.一种SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨材料，其特征在于，包括基底、过渡内层和外涂层；基底为高导热石墨，过渡内层为SiC纳米线组成的网络层，外涂层为SiC-ZrC涂层，且SiC纳米线直接生长在高导热石墨基底表面，SiC-ZrC外涂层包裹SiC纳米线、且填满网络层的孔隙，获得致密的SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨材料。

2.根据权利要求1所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、高导热石墨基底的预处理；

步骤2、在完成预处理的高导热石墨基底表面上通过化学气相沉积法均匀生长SiC纳米线网络层；

步骤3、通过包埋的方式将SiC-ZrC外涂层包裹SiC纳米线、且填满网络层的孔隙。

3.根据权利要求2所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中包括如下子步骤，

S1、对加工成型的高导热石墨基底进行表面打磨，超声清洗干净后放入120℃烘箱烘干；

S2、将高导热石墨基底放入管式炉中，打开真空泵，抽真空至炉内压力在200Pa以下，关闭管式炉进气口和出气口保压20min，检查管式炉内压力达到标准后，向炉内通入氩气至常压，关闭真空泵，控制氩气流量为500mL/min，以6～12℃/min的速率将管式炉高温区升温至800～1000℃；

S3、管式炉达到设定温度后，打开真空泵并停止通入氩气，抽真空至炉内压力在200Pa以下，保压20min后通过空气，调节进气端和出气端阀门以控制炉内压力稳定为2500～7500Pa，保温10～30min后停止加热，停止通入空气，重新通入氩气至炉内压力为常压，关闭真空泵，降温至室温后获得预处理的高导热石墨基底。

4.根据权利要求2所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤2中包括如下子步骤，

S4、将预处理后的高导热石墨基底悬挂在石墨坩埚上方，石墨坩埚底部均匀铺撒SiO₂粉末和Si粉的混合粉末，盖上石墨坩埚盖子封闭；

S5、将石墨坩埚放入高温热处理炉中，打开真空泵，将炉内压力抽至500Pa以下，关闭高温热处理炉进气口和出气口保压20min，检查炉内压力达到标准后，向炉内通入氩气至常压，以4～6℃/min的升温速率将高温热处理炉高温区温度升至1300～1500℃，保温0.5～2h，控制氩气流量为500mL/min；

S6、保温结束后，关闭电源，随炉自然冷却至室温，获得均匀生长SiC纳米线网络层的高导热石墨基底。

5.根据权利要求2所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤3中包括如下子步骤，

S7、将表面生长着SiC纳米线的高导热石墨基底放置在底部均匀铺撒混合粉末的石墨坩埚中，然后用Si粉、C粉和ZrC粉的混合粉末填满石墨坩埚并压实；

S8、将石墨坩埚放入高温烧结炉中，打开真空泵，将炉内压力抽至500Pa以下，关闭高温热处理炉进气口和出气口保压20min，检查炉内压力达到标准后，向炉内通入氩气至常压，以4～6℃/min的升温速率将高温烧结炉高温区温度升至1800～2000℃，保温0.5～2h，控制氩气流量为500mL/min；

S9、保温结束后，关闭电源，随炉自然冷却至室温，获得SiC纳米线改性SiC-ZrC涂层的高导热石墨。

6.根据权利要求4所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，所述SiO₂粉末和Si粉的混合粉末按照质量分数1：1的比例将SiO₂粉末和Si粉进行研磨混合后得到。

7.根据权利要求5所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，所述Si粉、C粉和ZrC粉的混合粉末按照质量分数6：2：2的比例将Si粉、C粉和ZrC粉进行研磨混合均匀后得到。

8.根据权利要求3所述高导热石墨材料的制备方法，其特征在于，所述S1表面打磨使用的砂纸依次为80目、300目、600目、1000目、1500目和2000目。