[发明专利]一种两维高导热Cf

摘要

本发明涉及一种两维高导热Cf/Cu复合材料的制备方法，利用1000ºC‑1500ºC处理的中间相沥青基碳纤维编织成二维碳纤维织物，然后进行石墨化处理后形成中间相沥青基石墨纤维二维织物。通过偶联剂枝接法对二维中间相沥青基石墨纤维织物进行表面修饰，利用PdCl2活化液进行活化处理形成活性位点，然后进行真空镀铜处理，得到“二维碳纤维布预沉积铜料”。将铜箔和本发明制备的二维碳纤维布预沉积铜料交替铺叠后，在900ºC‑1050ºC和5MPa‑20MPa进行叠层真空热压，制备的高导热碳纤维复合材料纤维体积分数控制在25‑60%，复合材料沿着纤维方向的导热率为200‑400W/m·K，是良好的热管理材料。

主权项

1.一种两维高导热C_f/Cu复合材料的制备方法，其特征在于： 利用1000ºC‑1500ºC处理高导热中间相沥青基碳纤维连续长丝作为原料，通过编织制成二维碳纤维布；对二维碳布进行石墨化处理得到中间相沥青基石墨纤维二维织物，石墨化温度为2600‑3000ºC，石墨化后纤维导热率为600‑1100W/m·K；通过硅烷偶联剂枝接法对中间相沥青基石墨纤维二维织物进行表面修饰，在表面修饰后，利用胶体钯活化液PdCl2进行活化处理形成镀铜的活性位点，活化时间为5‑20min，其中PdCl2浓度为0.1‑0.5g/L，HCl添加量为1‑20mL/L，活化后水洗1‑5次；活化后，结合真空镀铜工艺使中间相沥青基石墨纤维二维织物产生一层铜薄膜，得到“二维碳纤维布预沉积铜料”；铜薄膜沉积温度为1400‑1800ºC，沉积气压小于10^‑2Pa；通过控制金属铜的蒸发速度0.01‑1μm/min、中间相沥青基石墨纤维二维织物的转动速度1‑10r/min、表面温度为100‑200ºC，真空室内的真空度＜10^‑2Pa控制镀铜层的薄膜厚度，薄膜厚度控制在0.1μm‑1μm；把上述“二维碳纤维布预沉积铜料”和高纯铜箔叠层铺排后，进行叠层真空热压，热压温度为900ºC‑1050ºC，热压压力为5MPa‑20MPa，所制备的高导热碳纤维复合材料纤维体积分数控制在25‑60%， 并装入石墨模具固定后进行H₂气氛还原，还原温度为900‑1050ºC，还原时间为10‑60min；铜箔的厚度为0.01‑1mm，利用氢气将“二维碳纤维布预沉积铜料”和高纯铜箔还原后，抽真空，以2‑10ºC/min的速率降温至800‑900ºC，保温10‑30min后加压至5‑20MPa，保压10‑30min；以2‑10ºC/min的速率升温至900ºC‑1050ºC，热压压力为0.1‑5MPa，保温保压10‑60min，然后以2‑10ºC/min的速率降至室温；所制备的高导热碳纤维复合材料纤维体积分数控制在25‑60%，复合材料沿着纤维方向的导热率为200‑400W/m·K。