一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用。其中，所述碳基芯片特碳材料的制备方法，包括：将原料压制成有机块状物，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉40～95份、有机物气流磨粉60～5份、有机成型剂10～20份；将所述有机块状物进行热压烧结，得到碳素块；将碳素块进行回火处理，得到碳基芯片特碳材料。本发明专利技术通过热压烧结使有机块状物脱去氧、氢等元素，保留碳元素，从而得到碳素块；再通过将碳素块进行回火处理，使所述碳素块石墨化，得到极高纯度的碳基芯片特碳材料。

【技术实现步骤摘要】
一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用
本专利技术涉及新材料领域，尤其涉及一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用。
技术介绍
碳可以说是人类接触到的最早的元素之一，也是人类利用得最早的元素之一。从人类在地球上出现以后，就和碳有了接触，由于闪电使木材燃烧后残留下来木炭，碳为人类永久的"伙伴"，所以碳在古代就已经是被人知道的元素。从拉瓦锡(LavoisierAL1743-1794法国)1789年编制的《元素表》中可以看出，碳首先是作为元素出现的。碳在古代的燃素理论的发展过程中起了重要的作用，根据这种理论，碳在那时不是以一种元素的形式出现的而是一种纯粹的燃素，由于研究煤和其它化学物质的燃烧，拉瓦锡首先指出碳是一种元素。碳在自然界中存在有多种同素异形体──金刚石、石墨、石墨烯，碳纳米管，C60，六方晶系陨石钻石(蓝丝黛尔石)。金刚石和石墨早已被人们所知，拉瓦锡做了燃烧金刚石和石墨的实验后，确定这两种物质燃烧都产生了CO2，因而得出结论，即金刚石和石墨中含有相同的"基础"，称为碳。正是拉瓦锡首先把碳列入元素周期表中。C60是1985年由美国休斯顿赖斯大学的化学家哈里可劳特等人发现的，它是由60个碳原子组成的一种球状的稳定的碳分子，是金刚石和石墨之后的碳的第三种同素异形体。目前的芯片技术主要是基于硅材料的，也称之为硅基芯片。制造芯片不一定要采用硅，也可以使用高纯碳来制造，也就是碳基芯片。与硅基芯片相比，碳基芯片具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势。用碳基芯片取代硅基芯片需要解决的关键问题是制作的碳材料的纯度必须极高，即制作碳基芯片特碳材料的碳块纯度需达到99.9999999％。可见，如何制备超高纯度的碳基芯片特碳材料材料成为亟待解决的问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用，旨在解决如何制备超高纯度的碳基芯片特碳材料的技术问题。一种碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，包括：将原料压制成有机块状物，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉40～95份、有机物气流磨粉60～5份、有机成型剂10～20份；将所述有机块状物进行热压烧结，得到碳素块；将碳素块进行回火处理，得到碳基芯片特碳材料。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述有机物焦化粉通过如下步骤制备得到：提供有机物；将所述有机物进行焦化处理，得到有机物焦化粉，其中所述焦化处理的温度为400～600℃。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述有机物为聚乙烯、苯、萘、环氧树脂、聚酰胺等其他有机物的聚合物中的一种。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述有机物焦化粉的粒径为0.5～10微米；所述有机物气流磨粉的粒径为0.5～10微米。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉60份、有机物气流磨粉20份、有机成型剂20份。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述有机成型剂为糯米成型剂。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述热压烧结具体包括：将有机块状物进行升压升温，使压力和温度分别升至40～80Mpa和800～1200℃后，保温保压30分钟。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，将所述有机块状物加热至100-200℃，进行脱水预处理。所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，所述回火处理的温度为1000～3100℃。一种如上所述的碳基芯片特碳材料在制备碳基芯片中的应用。有益效果：本专利技术通过热压烧结使有机块状物脱去氧、氢等元素，保留碳元素，从而得到碳素块；再通过将碳素块进行回火处理，使所述碳素块石墨化，得到极高纯度的碳基芯片特碳材料。本专利技术采用的有机物焦化粉和有机物气流磨粉相搭配作为原料，能够使碳基芯片特碳材料制备过程中不易引入原子空穴，进而使制备得到的碳基芯片特碳材料气孔率为零。附图说明图1为本专利技术所述碳基芯片特碳材料的制备方法的流程图。图2为本专利技术所述热压烧结过程中压力线和功率线图。具体实施方式本专利技术提供一种碳基芯片特碳材料的制备方法及应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。目前的芯片主要是基于硅材料的芯片，也称之为硅基芯片。事实上，制造芯片不一定要采用硅材料，也可以使用高纯碳来制造。采用高纯碳来制造的芯片，也就是碳基芯片。与硅基芯片相比，碳基芯片具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势。现在使用硅基芯片的手机，可实现连续看电影3小时；但替换为碳基芯片的相同手机，可实现连续看电影9个小时，是基于硅基芯片的3倍，并且即使开多个程序都不会出现卡顿。制作碳基芯片的碳材料的纯度需达到99.99999999％及气孔率为零。因此，用碳基芯片取代硅基芯片需要解决的关键问题是如何制作纯度极高及气孔率为零的碳材料。基于此，如图1所示，本专利技术提供一种碳基芯片特碳材料的制备方法，其中，包括：S100、将原料压制成有机块状物，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉40～95份、有机物气流磨粉(有机物机械破碎粉)60～5份、有机成型剂(胶水)10～20份；S200、将所述有机块状物进行热压烧结，得到碳素块；S300、将碳素块进行回火处理，得到碳基芯片特碳材料(特碳材料)。本专利技术通过上述热压烧结使原料脱去氧、氢等元素，保留碳元素，从而得到碳素块；再通过将碳素块进行回火处理，使所述碳素块石墨化，得到碳基芯片特碳材料。其中，本专利技术采用的有机物焦化粉和有机物气流磨粉相搭配作为原料体系，能够使碳基芯片特碳材料制备过程中不易引入原子空穴，进而使制备得到的碳基芯片特碳材料气孔率为零。进一步地，所述有机成型剂能够实现有机物焦化粉和有机物气流磨粉的混合压制成型。试验表明，若不添加有机成型剂时，有机物焦化粉与有机物气流磨粉，难以成型进而无法进行混合压制成有机块状物。经测试表明，本专利技术所制备的碳基芯片特碳材料密度大于1.90；气孔率0.000％；抗折强度大于150Mpa。所述S100中，本专利技术所述有机物焦化粉是通过将有机物在预设的温度下进行焦化处理得到。在本专利技术的一个实施方式中，所述有机物焦化粉通过如下步骤制备得到：S111、提供有机物；S112、将所述有机物进行焦化处理，有机物焦化粉，其中，所述焦化处理的温度为400～600℃。需要说明的是，有机物焦化粉是有机物经过高温焦化处理得到的产物。在所述焦化处理过程中，在高温条件下有机物中氧元素、氢元素及其他杂质元素脱除，留下碳元素。换句话说，所述有机物焦化粉主要成分可以是碳粉，该碳粉是有机物通过焦化处理得到。本专利技术所述有机物焦化粉在烧结成型过程中可视为骨架材料。具体地，在后续的热压烧结过程中，与所述有机成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳基芯片特碳材料的制备方法，其特征在于，包括：/n将原料压制成有机块状物，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉40～95份、有机物气流磨粉60～5份、有机成型剂10～20份；/n将所述有机块状物进行热压烧结，得到碳素块；/n将碳素块进行回火处理，得到碳基芯片特碳材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳基芯片特碳材料的制备方法，其特征在于，包括：
将原料压制成有机块状物，按重量份计，所述原料包括：有机物焦化粉40～95份、有机物气流磨粉60～5份、有机成型剂10～20份；
将所述有机块状物进行热压烧结，得到碳素块；
将碳素块进行回火处理，得到碳基芯片特碳材料。


2.根据权利要求1所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其特征在于，所述有机物焦化粉通过如下步骤制备得到：
提供有机物；
将所述有机物进行焦化处理，得到有机物焦化粉，其中所述焦化处理的温度为400～600℃。


3.根据权利要求1所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其特征在于，所述有机物为聚乙烯、苯、萘、环氧树脂、聚酰胺中的一种。


4.根据权利要求1所述的碳基芯片特碳材料的制备方法，其特征在于，所述有机物焦化粉的粒径为0.5～10微米；
所述有机物气流磨粉的粒径为0.5～10微米。

【专利技术属性】
技术研发人员：张战，张倩楠，
申请(专利权)人：深圳市赛普戴蒙德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44