一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法。通过类3D打印技术和冷冻干燥技术制备取向化石墨烯骨架，通过辊压方法控制石墨烯骨架的孔隙率，然后进行高取向石墨烯骨架的表面金属化，提高石墨烯骨架和液态金属的润湿性，之后通过真空辅助灌注的方法多次灌注液态金属，冷却后获得石墨烯/液态金属相变储能复合材料。通过双辊轧制得到进一步取向和致密化的石墨烯/液态金属相变储能材料。该新型的石墨烯/液态金属相变储能材料具有快响应、高储热的特性，响应时间比传统商用材料缩短2/3，体相变焓值高达396kJ/L，同时相变温度可调控范围广。因此，该新型的石墨烯/液态金属相变储能材料有着重大的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子集成技术的飞速发展，电子产品正经历着小型化、高功率、密度化的革新。当电子设备在长时间工作过程中，产生的热量会在局部区域导致明显的温度升高。据报道，电子器件的温度每升高2℃，其性能可靠性将下降10％，这在精密电子领域的影响是十分严重的。相变储能复合材料是利用相变材料相变时吸收或者放热量的特点，起到削峰填谷的作用，将电子器件工作时产生的热量储存起来，一方面实现快速降温的目的，另一方面在电子器件非工作时间起到保温作用。随着电子器件小型化和高功率化趋势的快速发展，对相变储能复合材料的响应速度要求越来越快，单位体积的储热量要求越来越大。但是传统的有机、无机盐相变储能材料存在单位体积储热量低、响应速度慢(热导率低)等问题。因此开发快响应高储热量相变储能复合材料已经成为亟需解决的问题。
[0003]通过高热导率骨架和相变材料复合可以增加复合材料的热导率，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)高定向石墨烯/冰晶复合固体的制备：将石墨烯浆料置于行星搅拌器中以2000
‑
4500r/min的速率搅拌1h，使得石墨烯浆料处于纳米分散的状态，然后通过类3D打印技术，在
‑
10～
‑
40℃的条件以下，将石墨烯浆料一层一层的喷射在水平方向匀速运动的金属底板上，通过控制底板运动速度和喷射速度的比例，可以产生水平方向的剪切力，该剪切力使得石墨烯沿着水平方向定向排布，喷射到底板的浆料在低温下快速冷冻为固体，将定向排布的结构固定，从而获得高定向排布的石墨烯/冰晶复合固体；2)高定向石墨烯骨架的制备：将高定向石墨烯/冰晶复合固体置于100目的多孔网格之上，通过四周布置高功率辐射板对石墨烯/冰晶复合固体进行快速冷冻干燥，去除水分同时保持原有的骨架结构，以得到稳定的高定向石墨烯骨架；3)高定向石墨烯骨架的预致密化及二次取向：将制得的石墨烯骨架置于可以控温的双辊辊压装置中，在一定温度下通过双辊辊压装置使得石墨烯骨架进一步致密化，在辊压过程中通过控制辊压速度和进料速度的比例可以使得石墨烯纳米片进一步取向化，获得高定向石墨烯骨架；4)高定向石墨烯骨架石墨化处理：将3)中获得石墨烯骨架放入石墨化炉中，在惰性气体氛围下进行1
‑
5h的石墨化处理，去除内部的高分子分散剂，修复石墨烯纳米片本身的缺陷,石墨化处理的温度为2700℃
‑
3000℃；5)高定向石墨烯骨架的金属化：将石墨化处理后的高定向石墨烯骨架表面金属化，提高液态金属和石墨烯之间的润湿性；6)在金属化的石墨烯骨架中灌注液态金属：将石墨烯骨架置于液态金属中，在真空度为
‑
0.1MPa的烘箱中升温使得液态金属的熔化，熔化后在真空负压的作用灌注进入石墨烯骨架，自然冷却后得到石墨烯/液态金属相变储能材料；7)石墨烯/液态金属相变储能材料的二次致密化：将步骤6)中制得的石墨烯/液态金属相变储能材料放置在可以控温的双辊辊压装置中，在升温至相变点附近时通过同样温度的、辊速为5
‑
200mm/min双辊轧制设备，进一步对石墨烯/液态金属相变储能材料进一步致密化，减少复合材料内部空隙，降低界面热阻，提高热导率，获得快响应高储热量的石墨烯/液态金属相变储能复合材料。2.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的快响应高储热量相变储能复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜彬，张瑞，孙贤贤，
申请(专利权)人：山东国烯新材料创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：