[发明专利]一种以沥青纤维原丝二维网状物制备高导热碳碳复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种以沥青纤维原丝二维网状物制备高导热碳碳复合材料的方法，以中间相沥青为原料，进行连续的熔融纺丝，借助两根导丝杆以45°的斜角进行来回交叉往复卷绕，卷绕完成后用刀片沿卷绕筒的轴向方向切开，即获得沥青纤维原丝二维网状物；再将其进行预氧化、低温碳化、高温碳化及石墨化处理，最后再装入CVD炉中进行沉碳致密化及石墨化处理获得高导热碳碳复合材料。本发明在沥青纤维连续纺制的过程中，通过调控沥青纤维的卷绕排布形式原位实现了沥青纤维原丝的二维网状物的制备，规避了后续高成本的编织过程，大幅度的降低生产成本，并且工艺简单，极易实现产业化，作为热管理材料在航天等领域有着广阔的应用前景。

主权项

1.一种以沥青纤维原丝二维网状物制备高导热碳碳复合材料的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)：以软化点为270～290℃、中间相含量为100％的油基中间相沥青为原料，依靠平行同向双螺杆在200～300℃范围内进行连续熔融挤压输送；步骤(2)：采用计量泵进行精确计量，再进入310～330℃的纺丝组件内进行1～3h的均温处理，再经过微孔直径为0.1～0.3mm、孔长0.1～0.3mm的1000孔圆形喷丝板挤出成丝，纤维单丝丝径为15±1μm；步骤(3)：再经两级上油装置进行集束，然后借助两根导丝杆以45°的斜角进行来回交叉往复卷绕，卷绕完成后用刀片沿卷绕筒的轴向方向切开，获得沥青纤维原丝二维网状物；卷绕筒的直径为100～500mm、长度为100～500mm、卷绕比为50～250、卷绕时间在10～100分钟，实现沥青纤维原丝二维网状物的尺寸及其面密度的调控；步骤(4)：再将沥青纤维原丝二维网状物平铺装入微孔直径为1mm的多孔石墨工装中靠螺钉进行紧固定型，然后进行预氧化、低温碳化、高温碳化及石墨化处理，获得沥青基石墨纤维二维网状物；步骤(5)：再将上述装有沥青基石墨纤维二维网状物的石墨工装装入CVD炉中进行2～3轮每轮100～200h的沉碳致密化处理，而后再经3000℃的石墨化处理，最终获得二维高导热碳碳复合材料。