[發(fā)明專利]碳鋁復(fù)合材料的提高的熱性質(zhì)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980149123.9
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN102301039A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Z·雅尼弗;I·帕維洛弗斯基;江南;J·P·諾瓦克;R·芬克;M·楊;茅東升;S·金
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用納米技術(shù)公司
• 主分類號: C25D7/04
• 分類號: C25D7/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

優(yōu)先權(quán)和相關(guān)申請

本申請要求2009年12月2日提交的美國非臨時申請系列號12/629,853的優(yōu)先權(quán)并與該申請相關(guān)，該申請以引用方式并入本文。

2009年12月2日提交的美國非臨時申請系列號12/629,853要求2008年12月3日提交的美國臨時申請系列號61/119,562的優(yōu)先權(quán)并與其相關(guān)，該申請以引用方式并入本文，且美國非臨時申請系列號12/629,853要求2009年1月27日提交的美國臨時申請系列No.61/147,628的優(yōu)先權(quán)，該申請以引用方式并入本文。

背景技術(shù)

本申請涉及提高碳鋁復(fù)合材料的熱性質(zhì)和物理性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的制造制品包含含碳基體。所述含碳基體可包含選自石墨結(jié)晶碳材料、碳粉和人造石墨粉或其組合的至少一種類型的碳材料。此外，所述含碳基體包含多個孔隙。所述制造制品也包含含有Al、Al合金或其組合的金屬組分。所述金屬組分被布置于多個孔隙的至少一部分中。另外，所述制造制品包含添加劑，該添加劑至少包含Si。至少一部分添加劑被布置于孔隙內(nèi)的金屬組分和含碳基體之間的界面中。該添加劑增強(qiáng)了界面處的聲子耦合和傳播。所述添加劑可占所述金屬組分的5質(zhì)量％至11質(zhì)量％之間。此外，所述界面可包含Si晶體、Si_xC_y、Al_aSi_bC_c或其組合。在一些情況中，本發(fā)明的制造制品可不含或僅含痕量的Al₄C₃，如小于1％的Al₄C₃。

附圖說明

詳細(xì)描述參照附圖進(jìn)行描述。在圖中，附圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字確定該附圖標(biāo)記首次出現(xiàn)的附圖。相同的數(shù)字在整個附圖中用于表示類似的特征和元素。

圖1A和1B顯示了較高品質(zhì)針狀焦炭和較低品質(zhì)的焦炭的掃描電子顯微(SEM)圖像。

圖2顯示了粗石墨粒子結(jié)構(gòu)和細(xì)石墨粒子結(jié)構(gòu)的SEM圖像。

圖3為顯示制備碳質(zhì)基體的方法的流程圖。

圖4顯示碳質(zhì)基體的拉曼光譜的一個例子。

圖5顯示碳質(zhì)基體的透射電子顯微(TEM)圖像。

圖6A和6B顯示碳質(zhì)基體的納米石墨片的另外的TEM圖像。

圖7A和7B顯示碳質(zhì)基體的TEM衍射圖案和圖像。

圖8顯示制造碳-鋁復(fù)合材料熱管理材料的方法的流程圖。

圖9A和9B顯示可使用碳-鋁復(fù)合材料的傳熱裝置。

圖10顯示在碳質(zhì)基體的孔隙內(nèi)碳和鋁之間的界面的形成。

圖11顯示界面層的極高放大率的TEM圖像，其顯示了石墨碳和鋁填充材料之間的界面。

圖12A、12B和12C顯示在碳-鋁復(fù)合材料中的不同位置拍攝的TEM圖像。

圖13A顯示碳-鋁復(fù)合材料的掃描電子顯微(SEM)圖像，圖13B顯示碳-鋁復(fù)合材料的對應(yīng)的能量色散X-射線(EDX)分析。

圖14顯示硅、鋁和碳的三元相圖。

圖15顯示鋁和硅的相圖。

圖16顯示碳-鋁復(fù)合材料的拉曼光譜圖。

圖17顯示在碳-鋁復(fù)合材料中的富鋁區(qū)域的拉曼光譜圖。

圖18顯示碳-鋁復(fù)合材料的x-射線衍射圖(XRD)。

圖19顯示XRD峰確定的參照峰的圖。

具體實施方式

本發(fā)明的熱管理復(fù)合材料包含金屬、碳質(zhì)骨架和添加劑。熱管理復(fù)合材料可通過將特定的添加劑加入原料而獲得預(yù)定的熱性質(zhì)。這些添加劑可以：

1)控制碳質(zhì)骨架的品質(zhì)；

2)得到用于增加總熱導(dǎo)率的在金屬和碳質(zhì)骨架之間的界面層；

3)抑制降低復(fù)合材料的性能的不需要的化學(xué)副產(chǎn)物；以及

4)提供提高復(fù)合材料性能的特定的化學(xué)產(chǎn)物。

這些結(jié)果可提高復(fù)合材料的熱性質(zhì)和物理性質(zhì)。

不希望受限于任何理論，熱傳導(dǎo)由如下公式1所述的溫差(溫度梯度)支配。