[發明專利]基于立體光固化成型技術構建的定向導熱超材料結構單元

有效

• 申請號: 202210865758.6
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115259856B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 袁晗
• 申請（專利權）人: 袁晗
• 主分類號: C04B35/524
• 分類號: C04B35/524;C04B35/64;C09K5/14
• 代理公司: 深圳知幫辦專利代理有限公司 44682
• 代理人: 王藝歡

1.一種基于立體光固化成型技術構建的定向導熱超材料結構單元，其特征在于所述超材料結構單元以液態光敏樹脂同類聚合物的碳化實現對高純度玻璃碳材質的超材料結構加工，且超材料結構單元的中心鏤空，形成空間間隔，以構成定向導熱的效果；

所述超材料結構單元中心鏤空，鏤空的條狀結構分別為0°、10°、20°、30°和45°的五種傾斜角度形式，所述超材料結構單元至少包含有上述五種的任意一種。

2.如權利要求1所述的基于立體光固化成型技術構建的定向導熱超材料結構單元，其特征在于所述超材料結構單元可以進行拼接組合，構建單層或多層的超材料結構平面；其中：超材料結構單元的鏤空條狀結構構筑的導熱線應指向熱傳導定向目標點坐標；超材料結構單元的鏤空條狀結構構筑的導熱線應與阻熱方向保持交錯和垂直；超材料結構單元應盡量以近似角度與相鄰結構單元拼接，通常相鄰的結構單元角度不超過15°，以達最優的定向導熱效率；這樣，超材料結構單元可在熱傳導效率允許范圍內向外無限延伸。

3.如權利要求1所述的基于立體光固化成型技術構建的定向導熱超材料結構單元，其特征在于對液態光敏樹脂同類聚合物的碳化，即對驗證完成的聚合物材質超材料進行熱處理碳化，碳化過程為：在高溫碳化設備中，設置完全無氧的純惰性氣體環境，持續對熱處理環境進行氣體交換，確保碳化產生的可燃性氣體不影響熱處理過程；將溫度逐步上升至1000至1300攝氏度，逐步釋放出聚合物中的非碳成分，得到玻璃碳和少量其他碳材質；在熱處理完成后，得到碳材質的定向導熱超材料結構。

4.如權利要求3所述的基于立體光固化成型技術構建的定向導熱超材料結構單元，其特征在于將溫度逐步上升至1000至1300攝氏度，需確保熱處理升溫緩和，氣體交換完全；所述升溫緩和的具體升溫速率為：實驗室中，高精度和高碳純度的超材料樣品在300攝氏度以下，以10-20攝氏度/小時的速度升溫；

在300攝氏度及以上，以5-10攝氏度/小時的速度升溫；在工業化批量制備時，升溫至100攝氏度，再以1至2攝氏度每分鐘的速度緩速提升至目標溫度以防止破壞結構。