[发明专利]三维高导热碳基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种三维高导热碳基复合材料的制备方法，首先将二维石墨材料进行高温热压获得内部石墨晶格水平取向的石墨片材，此时的石墨片材沿水平方向具有高导热系数，将其切割为长宽高尺寸相等的石墨小立方块后，石墨小立方块趋于随机取向，经热压重新固结为石墨片材后，材料内部的石墨晶格在三维方向均有取向，因此在三维方向均有高导热系数。一维碳纳米材料的加入能够对复合材料中的石墨小立方块进行交联，进而增强复合材料的力学性能。本发明的基体原料二维石墨材料和一维碳纳米材料易得，材料的切割、复合与热压简单可控，三维高导热碳基复合材料沿平面方向导热系数达到100W/(m·K)，沿厚度方向导热系数达到60W/(m·K)。

主权项

1.一种三维高导热碳基复合材料的制备方法，步骤如下：1)将二维石墨材料与沥青按质量比1～6:1在溶剂中搅拌分散，烘干后获得二维石墨材料与沥青的均匀混合物料；2)将上述混合物料预压成型，将胚体置于石墨模具中，随后将其一并置于真空热压炉中进行高温热压，热压温度在600～1800℃，热压压力为5～50MPa，保温保压1～4小时，降至室温后获得石墨片；3)将上述石墨片切割成长宽高尺寸相等的石墨小立方块，将上述石墨小立方块与一维碳纳米材料和沥青在溶剂中搅拌分散，烘干后获得二维石墨材料、一维碳纳米材料与沥青的均匀混合物料，所述的石墨小立方块、一维碳纳米材料和沥青的质量百分含量分别为40～80％、1～10％和10～50％；4)将上述二维石墨材料、一维碳纳米材料与沥青的均匀混合物料预压成型，然后将胚体置于石墨模具中，将其一并置于真空热压炉中进行高温热压，热压温度在1200～1800℃，热压压力为5～50MPa，保温保压1～4小时，降至室温后获得三维高导热碳基复合材料。