[發明專利]一種碳基毛細芯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010914835.3
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112197629B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 畢恒昌;吳幸;蔡春華;王超倫
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;F25B41/37;B27K3/50;B27K5/00;B27M1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種碳基毛細芯及其制備方法和應用，涉及毛細芯技術領域。本發明提供的制備方法，包括以下步驟：將木材沿生長方向分割成塊狀，然后浸泡于堿性溶液或強氧化性溶液中，得到脫除木質素的木材塊；將所述脫除木質素的木材塊依次進行壓實和退火處理，得到碳基毛細芯。本發明以木材為基材制備毛細芯，相比于金屬材料，具有低密度和耐酸堿的優勢，能夠降低碳基毛細芯的重量，同時提高碳基毛細芯的耐腐蝕性；本發明沿木材的生長方向切割，有利于保證毛細芯的有序性；通過在堿性溶液或強氧化性溶液中浸泡，去除木材中的木質素，配合壓實和退火處理，能夠大大增強毛細芯吸水傳輸水的效率。

技術領域

本發明涉及毛細芯技術領域，具體涉及一種碳基毛細芯及其制備方法和應用。

背景技術

在衛星的熱控系統中，需要用冷卻水循環進行降溫控制，其中會用到毛細芯，利用毛細芯的毛細力將水吸過去進行循環。傳統的毛細芯是由金屬粉末冶金法制備的金屬棒芯，如鎳棒芯等。但隨著衛星的小型化、功能化和高集成化發展，金屬毛細芯存在的重量較重、毛細吸引力小(0.1g/s)、不耐腐蝕等問題(ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,21371-21381；王皓霖,基于鎳銅基毛細芯的環路熱管研究.山東大學碩士學位論文)日益突出，難以滿足衛星熱控系統的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳基毛細芯及其制備方法和應用，本發明制備的碳基毛細芯具有低密度、高毛細吸引力和耐腐蝕的優點，不僅解決了金屬毛細芯存在的問題，而且制備工藝簡單，適宜推廣應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種碳基毛細芯的制備方法，包括以下步驟：

將木材沿生長方向分割成塊狀，然后浸泡于堿性溶液或強氧化性溶液中，得到脫除木質素的木材塊；

將所述脫除木質素的木材塊依次進行壓實和退火處理，得到碳基毛細芯。

優選地，所述堿性溶液包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、亞硫酸鈉溶液和硫代硫酸銨溶液中的一種或幾種。

優選地，所述強氧化性溶液為質量濃度為30％的過氧化氫溶液。

優選地，所述浸泡的溫度為60～100℃，時間為10～48h。

優選地，所述浸泡后還包括：將浸泡所得木材塊置于濃度為1.5～5mol/L的過氧化氫溶液中，對木質素進行深度去除，得到脫除木質素的木材塊。

優選地，所述壓實的壓力為3～100MPa，保壓時間為10～60min。

優選地，所述退火處理在保護性氣氛或真空條件下進行，所述退火處理的溫度為300～1000℃，保溫時間為30min～5h。

優選地，所述木材包括椴木、云杉木、山毛櫸木、桉樹木、輕木、軟木和銀樺木中的一種或幾種。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的碳基毛細芯，孔徑為300nm～30μm，毛細吸引力為0.15～0.28g/s。

本發明提供了上述技術方案所述碳基毛細芯在衛星用環路熱控系統中的應用。