[发明专利]一种高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法

权利要求书

1.一种高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

通过微波辐射超声氧化法制备具有表面活性的碳纤维粉体；具体为：选取碳纤维浸入氧化物溶液中，使碳纤维完全分散在溶液中，将溶液放入微波炉中进行辐射处理，同时使用超声波进行混合，超声氧化结束后，取出样品用去离子水洗涤至中性；

通过熔盐法在所述碳纤维粉体的表面包覆碳化物，制备得到包覆型碳纤维粉体；具体为：将Ti粉和所述具有表面活性的碳纤维粉体混合得到混合物；向上述混合物中添加同等质量的熔盐，使用高能球磨机进行混合，球磨介质为无水乙醇；将混合均匀的原料放入坩埚中，向坩埚中通入氩气，坩埚使用微波加热后，随炉冷却，使用去离子水煮洗，得到包覆型碳纤维粉体；

通过热压法将包覆型碳纤维粉体和合金粉体压制成发热针形状，制备得到发热体材料；具体为：将所述包覆型碳纤维粉体粉碎成平均粒径为10~50μm的碳纤维粉末，将所述碳纤维粉末和合金粉混合，预压成发热针或发热棒形状，再热压烧结得到所述发热体材料；

所述合金粉为Ti粉和Al粉混合物、 或者Cu粉和Mg粉混合物；Ti粉和Al粉的摩尔比为（2.8~3）：（0.8~1.1）；Cu粉和Mg粉的摩尔比为（2.8~3）：（0.8~1.1）；

或，所述合金粉为Ti粉、 Al粉和Cu粉混合物，或者Ti粉、 Al粉和Mg粉的混合物；Ti粉、Al粉和Cu粉的摩尔比为（2.5~3）：（0.5~0.8）：（0.2-0.4）；Ti粉、 Al粉和Mg粉的摩尔比为（2.5~3）：（0.5~0.8）：（0.2-0.4）；

且，所述合金粉与所述包覆型碳纤维粉体的摩尔比为1：（1~2）；

且，所述合金粉的平均粒径为5~50μm。

2.根据权利要求1所述高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法，其特征在于，所述氧化物为双氧水、 臭氧、 高锰酸钾其中的至少一种，所使用的浓度范围为2%~8%；

和/或，所述碳纤维为短切PAN系列碳纤维、 沥青系列碳纤维、 活性碳纤维中的至少一种，所述碳纤维平均直径为5μm ~15μm，长度为0.2mm~2mm。

3.根据权利要求1所述高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法，其特征在于，所述微波辐射使用的频率为1500 MHz ~3000MHz，辐射时间为30s~1000s；所述超声波频率范围10KHz~50KHz，超声时间为30~1000s。

4.根据权利要求1所述高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法，其特征在于，所述碳纤维粉体表面包覆的碳化物层的厚度为100nm~130nm。

5.根据权利要求1所述高导热金属基碳纤维发热体材料的制备方法，其特征在于，所述熔盐为NaCl、 KCl、 NaF、 KF、 NaBr、 KBr中至少一种，平均粒径为1μm~5μm；

和/或，使用Ti粉和所述具有表面活性的碳纤维粉体的摩尔比为1：（4.0~4.2）。

6.一种根据权利要求1~5任一所述的制备方法制备得到的高导热金属基碳纤维发热体材料制备的高导热金属基碳纤维发热外壳。