[發(fā)明專利]一種具有集熱功能的石墨薄膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810414774.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109000380A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫寧志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西臣功新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): F24S10/50
• 分類號(hào): F24S10/50;F24S70/20;C01B32/225
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有集熱功能的石墨薄膜，涉及石墨新材料技術(shù)領(lǐng)域；所述的石墨薄膜包括以下重量份的原料：膨脹石墨80?90份、氮化硼5?10份、碳化硅5?10份，將上述的三種原料混合均勻后經(jīng)過(guò)壓制而成；本發(fā)明所述的具有集熱功能的石墨薄膜可以直接作為吸熱板應(yīng)用于太陽(yáng)能裝置中，可與吸熱介質(zhì)直接接觸，減少熱量損失，增強(qiáng)熱傳導(dǎo)效率，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)吸熱板復(fù)雜的加工流程，避免了傳統(tǒng)吸熱板噴涂過(guò)程中帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題；與傳統(tǒng)的吸熱板或者吸熱涂層相比，熱能吸收率提高，且熱損失率下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有集熱功能的石墨薄膜。

背景技術(shù)

作為一種新型功能性碳素材料，膨脹石墨(Expanded Graphite，簡(jiǎn)稱EG)是由天然石墨鱗片經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲(chóng)狀物質(zhì)。EG 除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等優(yōu)良性能以外，還具有天然石墨所沒(méi)有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性、生物相容性、耐輻射性等特性。膨脹石墨遇高溫可瞬間體積膨脹150~300倍，由片狀變?yōu)槿湎x(chóng)狀，從而結(jié)構(gòu)松散，多孔而彎曲，表面積擴(kuò)大、表面能提高、吸附鱗片石墨力增強(qiáng)，蠕蟲(chóng)狀石墨之間可自行嵌合，這樣增加了它的柔軟性、回彈性和可塑性。

石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，另一方面，它非常致密，即使是最小的氣體原子（氦原子）也無(wú)法穿透。科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命，這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能產(chǎn)品組件。

現(xiàn)有平板式太陽(yáng)能集熱器中的吸熱板所用材料有：銅、鋁合金、銅鋁復(fù)合、不銹鋼、鍍鋅鋼、塑料、橡膠等材料，通過(guò)噴涂、化學(xué)、電化學(xué)、真空蒸發(fā)、磁控濺射等方法工藝在吸熱板上增加涂層，來(lái)增強(qiáng)吸熱板的導(dǎo)熱性。這種方法帶來(lái)了一系列的問(wèn)題：熱損失嚴(yán)重，導(dǎo)熱效率低、增加成本、工藝過(guò)程污染環(huán)境、耗費(fèi)人力。

針對(duì)現(xiàn)在的太陽(yáng)能集熱裝置熱能利用率不高的缺點(diǎn)，目前也有通過(guò)石墨烯材料對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出了基于石墨烯的太陽(yáng)能集熱裝置來(lái)提高它的性能，但通常也是采用在載體表面噴涂石墨烯涂層的方式，這樣又會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染以及導(dǎo)熱效率仍然不理想的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種具有集熱功能的石墨薄膜，采用所述的石墨薄膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的吸熱板，和待加熱物質(zhì)直接接觸，增強(qiáng)了導(dǎo)熱效率，省去了傳統(tǒng)吸熱板繁瑣的加工工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種具有集熱功能的石墨薄膜，包括以下重量份的原料：膨脹石墨80-90份、氮化硼5-10份、碳化硅5-10份，將上述的三種原料混合均勻后經(jīng)過(guò)壓制而成。

優(yōu)選的，包括以下重量份的原料：膨脹石墨80份、氮化硼10份、碳化硅10份。

更優(yōu)的，所述的石墨薄膜還包括重量份為5-35份的石墨烯。

優(yōu)選的，所述的膨脹石墨的粒度為300-400目，納米級(jí)氮化硼，納米級(jí)碳化硅。

所述的石墨薄膜可作為吸熱板應(yīng)用于太陽(yáng)能集熱裝置。