碳－碳/铝复合材料的制备方法

摘要

一种高导热、低膨胀碳-碳/铝复合材料。用于电子器件领域。本发明由碳纤维、热解碳、铝基体组成，其中碳纤维完整的包裹在热解碳层中，铝基体在热解碳层的外侧，包裹着热解碳层和碳纤维，热解碳层的厚度在1～4μm间。本发明由于热解碳与铝基体几乎不发生界面反应，因而界面非常干净，难以发现界面产物Al₄C₃，热解碳与铝基体极好的化学相容性降低了界面热阻。通过控制热解碳的形态，使热解碳具有极高的热导率，从而在不使用高导热纤维的条件下，有效的提高了材料的热导率，获得了成本较为低廉的具有热导率超过150W/mK、热膨胀系数在4～8×10^-6的碳-碳/铝复合材料，完全能够满足芯片热量控制及其他相关领域对这种材料的需求。

主权项

1、一种碳-碳/铝复合材料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：(1)碳纤维坯体的成型：通过排铺、针刺法形成碳纤维坯体，并且通过控制针刺时间控制坯体厚度方向上的碳纤维体积含量，排铺是将碳纤维按照单向或者多向排铺在模具中，并达到设定的体积含量，针刺法则是将堆叠好的整体毡通过针刺机处理，使碳纤维彼此交连，从而获得碳纤维坯体；(2)碳-碳预制件的成型：采用化学气相渗工艺在碳纤维表面沉积热解碳层，热解碳层厚度在1～4微米之间，碳纤维通过热解碳彼此连接在一起，通过致密化工艺固结纤维，使预制件具有保形能力，能进行机加工，从而形成多孔碳-碳预制件；(3)碳-碳预制件与铝复合：使用真空压力浸渍法或者压力铸造法将预制件与铝基体复合，铝液进入碳-碳预制件，填充预制件中的空隙，凝固后最终形成碳-碳/铝复合材料。