一种冰箱用超导板的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种冰箱辅助用的高导热材料，特别是一种冰箱用超导板的制备方法。首先对石墨烯粉末进行改性，然后将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末经低温球磨混合、放电等离子体烧结及机械塑性变形轧制成型而制成；本发明专利技术具有高热传导性能，能够均匀的对冰箱冷冻箱内的食物进行加速冷冻，或对冰箱冷冻箱内拿出来的食物进行快速解冻，节能环保，使用方便。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种与冰箱配合使用的高导热材料，特别是一种冰箱用超导板的制备方法。

技术介绍

冰箱作为食物保鲜的家用电器，已被广泛普及，随着生活水平的提高，速冻保鲜成了一种最大限度保持食品原有色、香、味及其外观、鲜度和营养价值的食品保鲜方法。冰箱内饰材料一般为玻璃、塑料等不良热导体，热交换性能差，食物在进行冷冻的过程中，主要依靠空气传递压缩机的冷量进行热交换，冷冻时间长，速冻保鲜效果差，且制冷设备能耗大，成本高。且食物在冰箱中冷冻的时间越长，越会导致食物表面细胞破坏以及营养的流失。
而在食品解冻方面，更是家庭的一大难题。传统的解冻方法一般为室温自然解冻、泡水解冻和微波炉解冻三种方法。室温自然解冻法，需要等好几个小时才能完成，长时间暴露在空气中的肉类、鲜鱼容易滋生1倍的细菌，5小时就能繁殖100万，卫生和健康大打折扣；泡水解冻法，等待时间也较长，且肉类的血丝与冰水相混，降低了肉的松软度和新鲜度；微波炉解冻法，虽然迅速，但时间难以掌控，易造成外熟内硬，破坏食物的口感和营养成份。

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术难题是，克服现有冰箱中食物冷冻或解冻时间过长的技术难题，提供一种具有超高热传导性能的冰箱用超导板及其制备方法。将其超导板置放于冰箱冷冻室内，可使置于上面的食物快速冷冻，大大缩短了食物的冷冻时间；放于常温下，可对冰箱里拿出来的冷冻食品进行快速解冻，方便实用。
本专利技术的技术解决方案是,先将航空铝合金粉末通过羟基物热分解法对石墨烯粉末进行改性，使航空铝合金粉末均匀致密地包覆在石墨烯颗粒的表面；再将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末进行低温球磨混合，然后通过放电等离子体法对混合粉末进行烧结，并通过机械塑性变形轧制法制成板材，最后在超导板的上下两面涂覆抗菌层。
具体工艺步骤如下：
1）石墨烯表面改性：将航空铝合金粉末与石墨烯粉末一同放置于热分解器中，通入一氧化碳气体，在高温高压条件下，航空铝合金粉末与一氧化碳气体反应生成金属羰基化合物并包覆沉积于石墨烯颗粒表面，得到改性后的石墨烯；
2）低温球磨混合：将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末放入立式转子球磨机中，进行低温球磨混合，得到两者混合物；
3）放电等离子烧结：先将球磨混合物在低压低温条件下进行放电等离子烧结，然后再在高压低温条件下进行再次放电等离子烧结；
4）机械塑性变形轧制成型：将烧结体先经冷压，再经热压，最后经热扩散后制得超导板；
5）在超导板的上下两面涂布抗菌层。
上述步骤1）中所述的高温高压条件为500~1000℃，30~50MPa；所述石墨烯的片径为0.5~5μm，厚度为0.8~1.2nm；所述的航空铝合金粉末为2024或6061或7075铝合金粉末。
步骤2）中所述的低温球磨混合，其球磨温度为-110~-170℃，球磨时间为6~12h，球磨速度为1500~3000rpm。
步骤3）中所述的放电等离子体烧结的低温低压条件为0.2~4MPa，200~500℃；所述的放电等离子体烧结的高压低温条件为5~15MPa，100~300℃。
步骤4）中所述的冷压条件为200~300MPa，所述的热压条件为100~200MPa，所述的热扩散条件为600~800℃，2~4h。
步骤5）中所述的抗菌层为无机离子混合物或有机硫氮化合物。
本专利技术与现有技术相比所具备的优点是，综合了碳素材料和金属材料优异的热传导性能，具有极高的导冷性和导热性；当将其放入冰箱冷冻室中做为速冻板时，能够使置放于上面的食物快速冷冻保鲜，省电节能；当将其放于常温下做为解冻板时，可使冰箱内拿出来的冷冻食物快速解冻。大大缩短了速冻和解冻的时间，省时省电，有效地保证了食物的新鲜度和口感。
具体实施方式
实施例1
将航空铝合金粉末2024与石墨烯粉末一同放置于热分解器中，通入一氧化碳气体，在500℃、30MPa的条件下航空铝合金粉末与一氧化碳气体反应生成金属羰基化合物、并沉积于石墨烯颗粒表面，得到改性后的石墨烯；然后在立式转子球磨机中，放入2024航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末，进行低温球磨混合，其球磨温度为-110℃，球磨时间为6h，球磨速度为1500rpm，得到两者混合物；再将球磨混合物在0.2MPa、200℃的低压低温条件下，以及在5MPa、100℃的高压低温条件下，进行两次放电等离子烧结；然后将烧结体经过200MPa冷压和100MPa热压后，再经600℃、2h热扩散后制得超导板；最后在超导板的上下两面涂布无机离子混合物抗菌层。
实施例2
将航空铝合金粉末6061与石墨烯粉末一同放置于热分解器中，通入一氧化碳气体，在800℃、40MPa的条件下航空铝合金粉末与一氧化碳气体反应生成金属羰基化合物、并沉积于石墨烯颗粒表面，得到改性后的石墨烯；然后在立式转子球磨机中，放入6061航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末进行球磨，球磨温度为-150℃，球磨时间为10h，球磨速度为2000rpm，得到两者混合物；再将球磨混合物在1MPa、300℃的低压低温条件下，以及在10MPa、200℃的高压低温条件下，进行两次放电等离子烧结；然后将烧结体经过250MPa冷压和150MPa热压后，再经700℃、3h热扩散后制得超导板；最后在超导板的上下两面涂布有机硫氮化合物抗菌层。
实施例3
将航空铝合金粉末7075与石墨烯粉末一同放置于热分解器中，通入一氧化碳气体，在1000℃、50MPa的条件下，航空铝合金粉末与一氧化碳气体反应生成金属羰基化合物、并沉积于石墨烯颗粒表面，得到改性后的石墨烯；然后在立式转子球磨机中，放入航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末，球磨温度为-170℃，球磨时间为12h，球磨速度为3000rpm，得到两者混合物；再将球磨混合物在4MPa、500℃低压低温条件下，以及在15MPa、300℃高压低温条件下，进行两次放电等离子烧结；然后将烧结体经过300MPa冷压和200MPa热压后，再经800℃、4h热扩散后制得超导板；最后在超导板的上下两面涂布无机离子混合物抗菌层。
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【技术保护点】
一种冰箱用超导板的制备方法，其特征在于：先将航空铝合金粉末通过羟基物热分解法对石墨烯粉末进行改性，使航空铝合金粉末均匀致密地包覆在石墨烯颗粒的表面；再将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末进行低温球磨混合，然后通过放电等离子体法对混合粉末进行烧结，并通过机械塑性变形轧制法制成板材，最后在超导板的上下两面涂覆抗菌层。

【技术特征摘要】
1.一种冰箱用超导板的制备方法，其特征在于：先将航空铝合金粉末通过羟基物热分解法对石墨烯粉末进行改性，使航空铝合金粉末均匀致密地包覆在石墨烯颗粒的表面；再将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末进行低温球磨混合，然后通过放电等离子体法对混合粉末进行烧结，并通过机械塑性变形轧制法制成板材，最后在超导板的上下两面涂覆抗菌层。
2.如权利要求1所述的一种冰箱用超导板的制备方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：
1）石墨烯表面改性：将航空铝合金粉末与石墨烯粉末一同放置于热分解器中，通入一氧化碳气体，在高温高压条件下，航空铝合金粉末与一氧化碳气体反应生成金属羰基化合物并包覆沉积于石墨烯颗粒表面，得到改性后的石墨烯；
2）低温球磨混合：将航空铝合金粉末与改性后的石墨烯粉末放入立式转子球磨机中，进行低温球磨混合，得到两者混合物；
3）放电等离子烧结：先将球磨混合物在低压低温条件下进行放电等离子烧结，然后再在高压低温条件下进行再次放电等离子烧结；
4）机械塑性变形轧制成型：将烧结体先经冷压，再经热压，最后经热扩散后制得超导板；
5）在超导板的上下两面涂布抗菌层。
3.如权利要求2所述的一种冰箱用超导板的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的高温高压条...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大伟，成文俊，张正林，
申请(专利权)人：江苏悦达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32