碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳‑碳复合材料的制备方法；将短切碳纤维加入到纯正硅酸乙酯溶剂中，抽滤干燥，得到表面含有氧化硅涂层的碳纤维；然后置于真空管式炉升温,得到氧化硅/碳纤维原料；催化剂前驱液匀速推入进行碳纳米管纤维束的生长，得到碳纤维/碳纳米管阵列复合粉末；将碳纳米管阵列/碳纤维复合粉末加入到冷压模具中，以200～300MPa的压力载荷常温冷压，将获得的单向取向的碳纳米管阵列/碳纤维管块体翻转180°，然后重新加入到冷压模具中，相同压力载荷常温冷压，得到碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳‑碳复合材料。热导率沿材料轴向大于300W/(m·K)，沿径向大于70W/(m·K)。

Preparation method of carbon fiber / carbon nanotube array double take wizard hot carbon carbon composites

The invention relates to a preparation method of carbon fiber / carbon nanotube array double take carbon carbon composite heat conduction; chopped carbon fiber into pure ethyl silicate solvents, filtration, drying, carbon fiber surface containing silicon oxide coating; and then placed in a vacuum tube furnace temperature, oxidation of silicon / carbon fiber material; catalyst precursor into uniform carbon nanotube fiber bundle growth array composite powder of carbon fiber / carbon nanotubes; the carbon nanotube / carbon fiber composite powder is added to the cold pressing mould, with 200 ~ 300MPa pressure load cold pressure, carbon nanotube / one-way orientation will get the carbon fiber tube block flip 180 degrees, and then re added to the cold pressing mould, the same pressure cold pressure, carbon fiber / carbon nanotube array double take carbon carbon composite thermal wizard. The thermal conductivity is greater than 300W/ (M. K) along the axial direction of the material, and is greater than 70W/ (M. K) along the radial direction.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料的制备方法
本专利技术涉及碳纤维/碳纳米管阵列双取向刚性导热碳-碳复合材料的制备方法，具体地说是一种在碳纤维上垂直生长碳纳米管阵列并利用冷压取向高导热碳纤维/碳纳米管阵列的制备方法。
技术介绍
热导率的提高和散热在近几十年成为了热管理材料领域的关键性问题。产热器件结构工作的过程中，因器件本身的电阻、热阻、电子涡流等效应或外部环境影响，产生积累了大量热量，特别是在器件元件密度极高、散热空间狭窄的部位，热流密度会特别大，从而导致整体设备温度分布极端不平衡，这对导热材料提出了越来越高的要求，而器件产热能否及时排出、器件散热是否均匀高效极大地影响了电子设备的质量、性能和寿命。为了及时将这些热量导出，我们急切需要开发质量更轻、热导率更高、性能更加优异的导热新型材料。碳纤维是由沥青基或丙烯腈基有机纤维经过预氧化和高温石墨化得到的一种纤维状一维纳米材料。碳纤维由于具有规整有序的石墨原子层，声子传导的阻碍较少，面内缺陷较少，导热效率很高，因而利用碳纤维制备碳基高导热材料成为了人们研究的重点，也出现了类似专利的授权或公开。中华人民共和国国家知识产权局授权号为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳‑碳复合材料的制备方法，其特征是步骤如下：1)将长度为1～3mm的短切碳纤维加入到纯正硅酸乙酯溶剂中，体积比是1:3常温搅拌，抽滤后将滤饼置入鼓风干燥箱中干燥，制备得到表面含有氧化硅涂层的碳纤维；2)将得到的氧化硅涂层/碳纤维置于真空管式炉，抽至真空后通入氩气作为保护气，由程序控制升温,以10～15℃/min匀速升温至1100～1400℃并保温0.5～2小时，待降温至室温后得到氧化硅/碳纤维原料；3)将二茂铁溶于二甲苯溶液制成浓度为0.02～0.05g/ml的催化剂前驱液，将步骤2)制备得到的氧化硅涂层/碳纤维原料置于真空管式炉的恒温区，抽至真空后通入氩气作...

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维/碳纳米管阵列双取向导热碳-碳复合材料的制备方法，其特征是步骤如下：1)将长度为1～3mm的短切碳纤维加入到纯正硅酸乙酯溶剂中，体积比是1:3常温搅拌，抽滤后将滤饼置入鼓风干燥箱中干燥，制备得到表面含有氧化硅涂层的碳纤维；2)将得到的氧化硅涂层/碳纤维置于真空管式炉，抽至真空后通入氩气作为保护气，由程序控制升温,以10～15℃/min匀速升温至1100～1400℃并保温0.5～2小时，待降温至室温后得到氧化硅/碳纤维原料；3)将二茂铁溶于二甲苯溶液制成浓度为0.02～0.05g/ml的催化剂前驱液，将步骤2)制备得到的氧化硅涂层/碳纤维原料置于真空管式炉的恒温区，抽至真空后通入氩气作为保护气，由程序控制升温,以10～15℃/min匀速升温至700～900℃，将催化剂前驱液匀速推入真空管式炉中并稳定保温，进行碳纳米管纤维束的生长，待降温至室温后得到碳纤维/碳纳米管阵列复合粉末；4)将碳纳米管阵列/碳纤维复合粉末加入到冷压模具中，以200～300MPa的压力载荷常温冷压，将获得的单向...

【专利技术属性】
技术研发人员：封伟，吕峰，冯奕钰，纪滕霄，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12