[发明专利]传热复合材料、相关装置和方法

权利要求书

1.一种传热复合材料，包含：

在含有非碳材料的基质中的多个热解石墨碎片，将该多个热解石墨碎片包容在固结体中，

其中该多个热解石墨碎片在ab方向的面内导热率均为300W/m-°K，在c方向均为3.5W/m-°K，以及

其中该多个热解石墨碎片的a-b方向无规分布于该复合材料中。

2.权利要求1的传热复合材料，其中基于该传热复合组合物的总体积，含非碳材料的基质至少为50体积％。

3.权利要求1-2中任一项的传热复合材料，其中非碳各向同性材料包含能与该多个热解石墨碎片扩散结合的材料，并且其中热解石墨碎片包含热解石墨、高度取向的热解石墨、压缩退火热解石墨及其混合物中的至少一种。

4.权利要求1-3中任一项的传热复合材料，其中非碳各向同性材料包含金属基质，以及其中该金属基质包含铝和铝合金中的至少一种，铝合金选自铝--镁、铝-硅、铝-铜、铝-银、铝-锂和铝-铍。

5.权利要求1-4中任一项的传热复合材料，其中金属基质包括选自锰、镍、锡和锌组成的组中的至少一种元素以降低金属基质的熔点。

6.权利要求1-5中任一项的传热复合材料，其中所述多个热解石墨碎片是再生热解石墨碎片。

7.权利要求1-6中任一项的传热复合材料，其中所述热解石墨碎片包含选自热解石墨、高度取向的热解石墨、压缩退火热解石墨的碎片混合物，其中所述热解石墨碎片的面内(a-b方向)导热率为300W/m-°K至1800W/m-°K，并且具有无规尺寸和形状。

8.权利要求1-7中任一项的传热复合材料，其中非碳基质包含多个非碳片材层，并且其中所述多个热解石墨碎片放置于非碳片材层之间。

9.权利要求1-8中任一项的传热复合材料，其中非碳基质包含多个铝片材层，以及其中所述多个热解石墨碎片放置于铝片材层之间，其中每一铝片材层至少有一种热解石墨碎片，并且其中叠层片材在至少450℃温度下以及至少300磅/平方英寸下热压。

10.一种制造传热复合材料的方法，包括如下步骤：在非碳各向同性材料基质中放置多个热解石墨碎片，形成块，该多个热解石墨碎片在ab方向的面内导热率均为300W/m-°K，在c方向均为3.5W/m-°K，以及

在非碳各向同性材料基质中，将热解石墨碎片块加热至足够的温度和压力以使热解石墨碎片包埋于所述非碳基质中，使所述多个热解石墨碎片的a-b方向无规分布在该复合材料中。

11.权利要求10的方法，其中所述非碳各向同性材料包含金属。

12.权利要求10-11中任一项的方法，其中金属包括合金，该合金选自铝-镁、铝-硅、铝-铜、铝-银、铝-锂和铝-铍组成的组，并且其中金属基质包括选自锰、镍、锡和锌组成的组中的元素以降低金属基质的熔点。

13.权利要求10-12中任一项的方法，其中所述热解石墨碎片包含热解石墨、高度取向的热解石墨、压缩退火热解石墨的碎片混合物，并且具有300W/m-°K至1800W/m-°K的面内(a-b方向)导热率。

14.权利要求10-13中任一项的方法，其中在非碳基质中放置多个热解石墨碎片的步骤包括在含有非碳材料的层之间分布该多个热解石墨碎片。

15.一种包含权利要求1-9中任一项传热复合材料的传热装置。