[發明專利]一種高導熱高純石墨基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110717389.1
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113307646B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 湖南興晟新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/532;C04B35/622;C04B35/63;C04B35/634
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

1.一種高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法具體包括：

將分散劑加入至去離子水中，水浴加熱并攪拌獲得分散劑溶液；

將高純的天然鱗片石墨粉、短碳纖維在400±20℃條件下氧化處理獲得表面氧化天然鱗片石墨粉和表面氧化短碳纖維；

將所述表面氧化天然鱗片石墨粉、表面氧化短碳纖維和高純的中間相瀝青粉加入至分散劑溶液中混合獲得漿料，并將漿料進行微波干燥，獲得干燥的混合物料；所述微波干燥溫度為110-300℃，干燥時間為0.5～2h；

將所述干燥的混合物料放入溫壓模具中，進行加熱壓制成型獲得素坯，并進行碳化處理獲得石墨基多孔預制體；

將所述石墨基多孔預制體采用化學氣相滲透工藝和/或液相浸漬進行增密處理獲得致密的石墨基復合材料；

將所述致密的石墨基復合材料進行石墨化處理獲得高導熱高純石墨基復合材料；所述石墨化處理具體包括：

將致密的石墨基復合材料置于真空或惰性保護氣氛下，處理溫度為1800-2500℃，處理時間為2-4h；

所述天然鱗片石墨粉為酸洗純化石墨，其金屬元素含量總和低于20ppm，粒徑為10～200μm，所述中間相瀝青粉的其金屬元素含量總和低于20ppm，粒徑為40～60μm，所述短碳纖維為瀝青基或丙烯腈基短纖維，經過高溫酸性氣體洗滌，灰分低于20ppm。

2.根據權利要求1所述的高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述分散劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉一種或兩者復配，所述分散劑溶液的質量分數為0-2.7％。

3.根據權利要求1所述的高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述表面氧化天然鱗片石墨粉、表面氧化短碳纖維和中間相瀝青粉各原料的重量百分含量為：

表面氧化天然鱗片石墨粉65-75％，表面氧化短碳纖維0-10％，中間相瀝青粉20-30％。

4.根據權利要求1所述的高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述壓制成型過程中模壓壓力為20-30MPa，模壓溫度為300-350℃，模壓時間為4-8h。

5.根據權利要求1所述的高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳化處理具體包括：

將所述素坯在真空或惰性保護氣氛下，在300℃、500℃、800℃和1000℃分段各保溫3h。

6.根據權利要求1所述的高導熱高純石墨基復合材料的制備方法，其特征在于，所述化學氣相滲透工藝具體包括：

將所述石墨基多孔預制體置于CVI爐中，CVI的碳源為天然氣、丙烷、丙烯中的一種或多種，通入氫氣作為載氣，以控制沉積速度，每一種氣體的金屬元素的含量低于5ppm，沉積溫度為950～1100℃，系統壓強為5～10KPa，沉積速率為0.1～2μm/h，進行化學氣相滲透；

所述液相浸漬采用浸漬原料為瀝青或樹脂，所述浸漬原料的金屬元素的含量低于20ppm，采用一浸兩焙或兩浸三焙的浸漬-焙燒方法，所述焙燒溫度為1000-1500℃。

7.一種高導熱高純石墨基復合材料，其特征在于，所述復合材料由權利要求1-6任意一項所述的制備方法制備獲得。