一种提高碳/碳复合材料热导率的方法

摘要

本发明涉及一种提高碳/碳复合材料热导率的方法，属于碳/碳复合材料制造技术领域。本发明采用具有高度取向特性的中间相沥青取代原有普通沥青或树脂作为基体碳前驱体，并在中间相沥青中添加硼掺杂石墨烯作为导热添加剂进一步提高碳/碳复合材料的导热性能。其中，中间相沥青的取向性流动可以实现石墨烯的片层与基体碳取向基本一致，而石墨化催化剂硼的掺杂则可以在相对较低的温度下提高材料整体石墨化度。而且由于硼与石墨烯键合在一起，且硼的催化石墨化机理是通过弥补碳材料内部维结构缺陷从而提高材料整体石墨化度，因此硼掺杂并不会引入新的硼催化剂/基体碳界面，反而可以有效提高中间相沥青基体碳与石墨烯之间的相容性和结合强度。

主权项

一种提高碳/碳复合材料热导率的方法，其特征在于该方法的步骤为：1)将氧化石墨烯与无水乙醇进行混合调制成料浆，然后加入氧化硼，研磨，随后用无水乙醇、去离子水交替清洗研磨后的产物，烘干，得到硼掺杂石墨烯粉末；其中，氧化石墨烯与无水乙醇的质量比为1：0.5～10，氧化石墨烯与氧化硼的质量比为1：0.05～2；2)将中间相沥青与一定量无水乙醇进行混合调制成料浆，然后加入步骤1)得到的硼掺杂石墨烯粉末，搅拌、研磨，烘干，得到硼掺杂石墨烯与中间相沥青的均匀混合粉末；其中，中间相沥青与无水乙醇的质量比为1：1～10，中间相沥青与硼掺杂石墨烯粉末的质量比为1：0.05～0.25；3)将碳纤维织物用步骤2)中得到的硼掺杂石墨烯与中间相沥青的均匀混合粉末进行浸渍，得到碳/碳复合材料过程样；4)将步骤3)中浸渍后的碳/碳复合材料过程样进行碳化处理；5)将步骤4)中碳化后的碳/碳复合材料过程样进行高温处理；6)重复步骤3)～步骤5)并逐步增加中间相沥青浸渍压力，直至碳/碳复合材料过程样密度大于1.95g/cm³；7)将步骤6)得到的碳/碳复合材料过程样进行最终高温石墨化处理，即制得目标碳/碳复合材料；步骤3)中，中间相沥青浸渍温度为250～450℃，浸渍压力为‑0.1～70MPa，保压时间为1～5h。