[发明专利]一种快速制备高热导率炭/炭复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种快速制备高热导率炭/炭复合材料的方法，将水和分散剂按照质量百分比为100：（0.1～0.5）的配比进行均匀搅拌，再加入占水质量10-60wt.%的中间相沥青基短切碳纤维进行混合，采用超声振荡促进纤维的分散；将制得的短切碳纤维水溶液注入石墨模具中置于0℃以下冷冻成固态块体，经冷冻干燥脱除水分并经压力成型降低短切碳纤维增强体中的孔隙率；将制得的短切碳纤维增强体进行反复浸渍沥青-炭化，并进行高温石墨化处理，得到高热导率的炭/炭复合材料。本发明所涉及的原料易得，工艺简单，生产周期短，生产成本低，所制备的炭/炭复合材料的密度和热导率高，在室温下垂直压力成型方向的热导率为322-368W/m×K，明显高于铝、铜等传统的散热材料。

主权项

一种快速制备高热导率炭/炭复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将水和分散剂按照质量百分比为100：（0.1～0.5）的配比进行均匀搅拌，再加入占水质量10‑60wt.%的中间相沥青基短切碳纤维进行混合；（2）将步骤（1）中得到的水溶液进行超声振荡，对其中的中间相沥青基短切碳纤维进行进一步的分散，超声振荡分散时水温控制在40±5℃，振荡分散时间为45±5分钟；（3）将步骤（2）中制得的中间相沥青基短切碳纤维悬浮液注入模具中，置于0℃以下冷冻成固态块体，随后在冷冻干燥机上进行冷冻干燥、脱模，得到中间相沥青基短切碳纤维坯体；将短切碳纤维坯体经10.0MPa压力成型，得到中间相沥青基短切碳纤维增强体；（4）将步骤（3）制得的中间相沥青基短切碳纤维增强体进行煤沥青浸渍‑炭化处理，浸渍温度：180～280℃，压力1.0～3.0MPa，浸渍时间1～5小时；炭化温度900～1200℃，炭化升温速率1～10℃/分钟，炭化压力1.0～2.0MPa，炭化时间2小时；浸渍‑炭化处理循环进行4～7次，制得炭/炭复合材料；（5）对步骤（4）制得的炭/炭复合材料进行高温石墨化处理，石墨化温度3000℃，并在石墨化温度下保温2小时。