[发明专利]碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料的制备方法，其特征是步骤如下：

1)将长度为1～3mm的短切碳纤维加入到纯正硅酸乙酯溶剂中，体积比是1:3常温搅拌，抽滤后将滤饼置入鼓风干燥箱中干燥，制备得到表面含有氧化硅涂层的碳纤维；

2)将得到的氧化硅涂层/碳纤维置于真空管式炉，抽至真空后通入氩气作为保护气，由程序控制升温,以10～15℃/min匀速升温至1100～1400℃并保温0.5～2小时，待降温至室温后得到氧化硅/碳纤维原料；

3)将二茂铁溶于二甲苯溶液制成浓度为0.02～0.05g/ml的催化剂前驱液，将步骤2)制备得到的氧化硅/碳纤维原料置于真空管式炉的恒温区，抽至真空后通入氩气作为保护气，由程序控制升温,以10～15℃/min匀速升温至700～900℃，将催化剂前驱液匀速推入真空管式炉中并稳定保温，进行碳纳米管纤维束的生长，待降温至室温后得到碳纤维/碳纳米管阵列复合粉末；

4)将碳纤维/碳纳米管阵列复合粉末加入到冷压模具中，以200～300MPa的压力载荷常温冷压，将获得的单向取向的碳纤维/碳纳米管阵列块体翻转180°，然后重新加入到冷压模具中，以200～300MPa的压力载荷常温冷压，得到碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤1)中以300～600r/min常温搅拌10～30分钟。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述管式炉抽真空的真空度条件为：管式炉内气压低于20Pa。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤3)中将催化剂前驱液以0.2～0.6ml/min匀速推入真空管式炉中并稳定保温10～60分钟。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤4)中两次冷压时间各为0.5～2小时。

6.权利要求1所述的方法制备的碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料，其特征是由以碳纤维/碳纳米管阵列取向排列构成的块状固体导热垫片；该复合材料由轴向取向的碳纤维提供复合材料沿轴向的导热通路，并且由径向取向的碳纳米管阵列提供复合材料沿径向的导热性能；热导率沿材料轴向大于300 W/(m·K)，沿径向大于70W/(m·K)。