一种超高导热、高强度石墨块体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超高导热、高强度石墨块体材料及其制备方法，属于石墨块体材料及其制备工艺技术领域，解决目前高导热石墨块体材料存在的力学性能偏低问题。采用高纯天然石墨粉为传热增强体、优质中间相沥青为粘结剂、硅‑钛‑钼三组元为催化石墨化助剂，经高温热压烧结而成。本发明专利技术提供的石墨块体材料热导率大于600W/mK，抗弯强度大于50MPa，有望在航天飞行器热防护、核聚变第一壁、高功率密度电子器件等高热流多样化工况领域发挥重大作用。本发明专利技术制备方法简单、制备周期短、成品率高、重复性稳定性好，适合大规模生产。

An ultra-high heat conduction and high strength graphite block material and its preparation method

The invention relates to an ultra-high heat conduction and high strength graphite block material and a preparation method thereof, which belong to the field of graphite block material and the preparation process technology, and solves the problem of low mechanical properties existing in the high heat conduction graphite block material at present. High purity natural graphite powder was used as heat transfer enhancer, high quality mesophase pitch as binder, and silicon titanium molybdenum as catalytic graphitization assistant. The graphite block material provided by the invention has a thermal conductivity greater than 600W / MK, a bending strength greater than 50MPa, and is expected to play an important role in the field of high heat flow diversified working conditions, such as the thermal protection of aerospace vehicles, the first wall of nuclear fusion, high power density electronic devices, etc. The invention has the advantages of simple preparation method, short preparation period, high yield, good repeatability and stability, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种超高导热、高强度石墨块体材料及其制备方法
本专利技术属于石墨块体材料及其制备工艺
，具体涉及的是一种超高导热、高强度石墨块体材料及其制备方法。
技术介绍
高新
的高热流多样化工况发展，对热管理材料的热量承载和散热提出了很高的要求，既要材料具有高导热、轻质特性，又要材料具有高温承载和优异力学特性。石墨材料以其超高的理论热导率（单晶石墨理论导热系数高达2200W/mK，是传统金属热控件的5~12倍）、轻质、低膨胀系数、耐腐蚀、耐高温和易加工等优势成为一种理想的高效热管理材料。但是普通石墨块体导热率远远低于单晶石墨，仅限于70~150W/mK，材料内部石墨微晶尺寸小、取向度差是导致其热导率受限的主要原因。为此，各国科研工作者开展了大量提高石墨块体材料导热性能的研发工作，主要开发了高定向热解石墨（由热解炭在应力作用下、3000℃以上高温热处理而得，室温热导率可达1600~2000W/mK）、高结晶度石墨（由高度取向聚酰亚胺薄膜经层叠、压制、炭化、石墨化制得，热导率达1000~1800W/mK）和热压再结晶石墨（由易石墨化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高导热、高强度石墨块体材料，其特征在于：所述石墨块体材料包括传热增强体、粘结剂和助剂，所述传热增强体为天然鳞片石墨粉，所述粘结剂为中间相沥青，所述助剂为硅-钛-钼三组元催化石墨化添加助剂；石墨块体材料的原料组成及其重量百分比含量为：天然鳞片石墨粉55~70wt%，中间相沥青10~20wt%，硅粉2~5wt%，钛粉2~10wt%，钼粉10~20wt%，各原料组成的重量百分比之和为100%。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高导热、高强度石墨块体材料，其特征在于：所述石墨块体材料包括传热增强体、粘结剂和助剂，所述传热增强体为天然鳞片石墨粉，所述粘结剂为中间相沥青，所述助剂为硅-钛-钼三组元催化石墨化添加助剂；石墨块体材料的原料组成及其重量百分比含量为：天然鳞片石墨粉55~70wt%，中间相沥青10~20wt%，硅粉2~5wt%，钛粉2~10wt%，钼粉10~20wt%，各原料组成的重量百分比之和为100%。


2.根据权利要求1所述的一种超高导热、高强度石墨块体材料，其特征在于：所述天然鳞片石墨粉的平均粒径为100~500μm。


3.根据权利要求1所述的一种超高导热、高强度石墨块体材料，其特征在于：所述天然鳞片石墨的纯度≥99%；所述中间相沥青的软化点为230~300℃，粒径≤100μm；所述硅粉的纯度≥99%，粒径≤10μm；所述钛粉的纯度为≥99%，粒径≤10μm；所述钼粉的纯度为≥99%粒径≤10μm。


4.根据权利要求1所述的一种超高导热、高强度石墨块体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、原料混合
按石墨块体材料的原料组成及其重量百分比含量称取原料，首先，将中间相沥青粉、硅粉、钛粉和钼粉放入三维混料机中干混2~5小时，转速为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓晴，刘占军，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14