[发明专利]纤维层间组装石墨烯的高导热导电陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种纤维布表面及层间组装石墨烯的高导热导电陶瓷基复合材料的制备方法，利用超声波辅助电泳沉积，首先在碳纤维布表面构建石墨烯导热二维网络结构，继而在碳纤维层间引入石墨烯薄膜，则可以联通上下两层碳纤维布之间的导热网络。制成预制体后，则可以联通所有碳纤维布之间的导热网络，从而构建了三维导热网络结构，极大地促进了热流复合材料内各个方向的传递，显著地提高了复合材料的热导率。

主权项

1.一种纤维布表面及层间组装石墨烯的高导热导电陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用酸试剂对石墨烯进行表面活化处理0.5～24小时；所述石墨烯与酸试剂之间的质量比为1:40～1:120；步骤2：将预处理的石墨烯、分散剂与溶剂配置成0.1～50mg/mL的溶液，调节pH值至5～10得到浆液；所述分散剂与石墨烯的质量比为0.1～30；步骤3.界面组装：采用电泳工艺在纤维布表面组装步骤2所制备的石墨烯浆料；其中，所采用电压为10～120V，电泳沉积时间为1～20分钟；若纤维表面有胶，进行除胶处理：步骤4：将步骤2制备的石墨烯浆料采用抽滤或涂刷方法制备成石墨烯薄膜，采用真空抽滤法制备石墨烯薄膜，控制石墨烯膜厚度在15～1000μm；所述真空抽滤时真空泵压力控制在‑0.08～0.096Mpa；步骤5：将步骤3所得纤维布与步骤4所得石墨烯膜进行层间组装，以每两层纤维布之间石墨烯膜的数目实现层间石墨烯膜组装梯度，制备出层间组装后的预制体；步骤6：采用化学气相渗透法对预制体沉积界面层以及陶瓷基体，制备高导热导电陶瓷基复合材料复合材料；将纤维预制件置于高温真空炉中，沉积温度850～1000℃，气氛压力0.1～0.5kPa，丙烯流量30～50mL/min，Ar流量300～500mL/min，沉积50～60h冷却后得到复合材料界面；再将纤维预制件置于高温真空炉中，沉积温度1000～1100℃，气氛压力2～3kPa，H₂与MTS的流量200～500mL/min，Ar流量300～500mL/min，H₂与MTS的摩尔质量比为10:1～50:1，沉积200～230h降温后得到制备好的复合材料。