[发明专利]一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，包括，

S1，在高导热石墨板上加工Z向孔，并在Z向孔内填充预混料；其中Z向为高导热石墨板的厚度方向；

S2，在高导热石墨板的上下表面包覆碳纤维预混料；在高导热石墨板的侧面包覆短切碳纤维预混料，得到表面覆有预混料的石墨封装体；

S3，将表面覆有预混料的石墨封装体放置于热压罐中进行固化后，进行高温脱碳处理；

S4，将脱碳后的石墨封装体进行增密处理后得到碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述高导热石墨板的厚度大于0.1mm，幅面尺寸大于10mm，该高导热石墨板的面内热导率大于1000W/m·K。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，S1中的预混料包括单向碳纤维预混料、短切碳纤维预混料或者预加工的石墨条；若在Z向孔内填充单向碳纤维预混料或者短切纤维预混料，则Z向孔应加工为圆孔；若在Z向孔内填充预加工的石墨条，则Z向孔应加工为方孔。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述预加工的石墨条的尺寸比高导热石墨板的Z向孔的尺寸小于0.05-0.3mm；所述预加工的石墨条表面覆有一层通过单向高导热沥青基碳纤维预混料制备的胶膜，该胶膜的面密度为50-500g/m²。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，S3中的碳纤维预混料包括单向纤维碳纤维预混料，短切碳纤维预混料和连续碳纤维预混料中的一种；

所述单向纤维碳纤维预混料为热导率大于100W/m·K的单向高导热沥青基碳纤维与树脂经熔融浸胶工艺制备的单向沥青基碳纤维预浸带，该预浸带中单向高导热沥青基碳纤维的体积分数为40％-70％，所述熔融浸胶工艺中通过调节温度控制树脂的粘度介于10Pa.s-50Pa.s；

所述短切碳纤维预混料为长度为150-500μm的单向高导热沥青基碳纤维与树脂经熔融共混后制备所得的膏状料，该膏状料中的单向高导热沥青基碳纤维体积分数为5％-50％；

所述连续碳纤维预混料为高导热沥青基碳纤维与树脂、助剂制备得到的预混料；其中，高导热沥青基碳纤维的形式为网胎、平纹或斜纹中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述连续碳纤维预混料在制备前向树脂中加入质量分数不大于20wt％的助剂，该助剂为聚乙烯醇、PMMA微球或PS微球的造孔剂。

7.根据权利要求5所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述树脂采用聚碳硅烷树脂、聚氮硅烷树脂、硅芳炔树脂、苯并噁嗪树脂和酚醛树脂中的一种或者多种混合物。

8.根据权利要求7所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述增密处理采用反应熔渗法、前驱体浸渍裂解法、化学气相沉积法中的一种；

其中，反应熔渗法采用的原料为Si基合金，工艺温度范围为1450-2000℃，且反应时间为0.5-2h，适用于以苯并噁嗪树脂、酚醛树脂为基体制备的石墨封装体；

前驱体浸渍裂解法中的前驱体包括聚碳硅烷基或聚氮硅烷基的陶瓷前驱体材料，工艺温度范围为900-1500℃，增密次数为5-15个循环，适用于以聚碳硅烷树脂、聚氮硅烷树脂、硅芳炔树脂为基体制备的石墨封装体；

所述化学气相沉积法的工艺温度范围为950-1500℃。

9.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板的制备方法，其特征在于，所述固化温度范围为80-300℃、固化压力为0.1-3.0MPa以及固化过程中真空度为0.08-0.095MPa。

10.一种碳纤维增强陶瓷封装石墨导热板，基于权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。