[發明專利]熱傳導各向異性陶瓷材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710454389.0
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107344865A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 馮濤;齊薈仟;孫宇
• 申請（專利權）人: 上海極率科技有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/584;C04B35/634
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種熱導性能各向異性陶瓷材料的制備方法；具體是指在X軸或者Y軸或者XY軸的熱導率和Z軸存在較大的差異的陶瓷材料。

背景技術

材料的各向異性是指：材料在互相垂直的兩個方向上具有不同的性能指標。如許多材料在橫向與縱向兩個方向上的抗拉強度明顯不同。

常見的各向異性材料有竹子、木材、纖維板、酚醛層壓板、環氧玻璃布棒、樹脂+無堿布等手工成型材料、硅鋼片等等。除立方相的單晶外，其余晶系的單晶都表現出或多或少的各向異性。

但，陶瓷材料由于是很多小晶粒組成的致密材料，所以在宏觀上的表現是各向同性。

在一些場合，比如在有比較高的局部溫度需要將溫度梯度迅速降低，這是需要在接觸高溫的一面有較高的溫度擴散能力，將熱量在接觸點迅速通過平面擴散出去，同時在遠離高溫的地方熱導率較低，可以降低材料表面的溫度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種熱傳導各向異性陶瓷材料的制備方法。所述的陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向存在有貫通的氣孔，陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向上的熱傳導率和在Z軸方向的熱傳導率存在差異。

為解決以上技術問題，本發明所采取如下技術方案：

本發明涉及一種熱傳導各向異性陶瓷材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

S1、制備XY平面敷設的纖維網，或者X或Y方向敷設的纖維絲，纖維材質為高溫可以去除的材料；

S2、將陶瓷粉體分散于去離子水中，加入分散劑，制備漿料；再在漿料中加入丙烯酰胺單體和NN-雙甲基丙烯酰胺，混合2～4h后，加入引發劑、催化劑后，得陶瓷漿料；

S3、所述陶瓷漿料除氣后導入敷設了纖維網或纖維絲的模具中，待第一層漿料凝固后，再敷設纖維網或絲的，再澆注第二層；逐次澆注，直至灌滿模具；

S4、經過脫模、干燥、素燒，通過無壓燒結的方法制備多孔陶瓷材料，即所述熱傳導各向異性陶瓷材料。

優選的，步驟S2中，所述陶瓷粉體與去離子水的重量比為1∶0.5～2，攪拌至成均勻的漿狀。

優選的，步驟S2中，所述分散劑為聚丙烯酸銨；所述分散劑的用量為陶瓷粉體質量的2～3％。

優選的，步驟S2中，所述引發劑為過硫酸銨或者過硫酸鉀；所述催化劑為四甲基乙二胺。在本發明的體系中，只有配合特定的分散劑、引發劑和催化劑，才能實現本發明的熱傳導各向異性陶瓷材料的制備。

優選的，步驟S2中，所述陶瓷粉體、丙烯酰胺單體、NN-雙甲基丙烯酰胺、引發劑和催化劑的質量比為1∶0.03～0.05∶0.0003～0.0005∶0.0003～0.0005∶0.0003～0.0005。在本發明的體系中，上述各組分的用量高于或低于以上限定，都將使得無法制得在XY平面或者X或Y方向存在有貫通的氣孔，且在XY平面或者X或Y方向上的熱傳導率和在Z軸方向的熱傳導率存在差異的陶瓷材料。

優選的，步驟S3中，所述凝固采用的加熱溫度為40～60℃。

優選的，所述所述熱傳導各向異性陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向存在有貫通的氣孔，陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向上的熱傳導率和在Z軸方向的熱傳導率存在差異。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、制備得到的陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向存在有貫通的氣孔，陶瓷材料在XY平面或者X或Y方向上的熱傳導率和Z軸方向的熱傳導率存在較大差異。

2、本發明方法工藝簡單、環保，適于大規模工業化生產。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為XY平面敷設纖維層示意圖；

圖2為X或Y方向敷設纖維層示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干調整和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例1

本實施例提供一種熱傳導各向異性陶瓷材料的制備方法，其具體包括如下步驟：

1、制備XY平面敷設的纖維網(如圖1)，纖維材質為尼龍；