一种多孔碳基体制备方法、复合相变材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种多孔碳基体制备方法、复合相变材料及其制备方法，属于新能源材料技术领域，本发明专利技术复合相变材料的制备方法包括：将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；将混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；将压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体；取过量填充材料于方形容器内，将其放入恒温干燥箱使其完全融化为液体；将干燥所得的材料放于容器内，同时将其放于真空干燥箱内，进行真空吸附；将盛有复合材料的容器放于预设温度下，使其冷却；去除表面多余材料，得到复合相变材料。本发明专利技术制备方法步骤简单，成本低。因多孔碳基体的设计，使得复合相变材料具有高导热与抗泄露特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳基体制备方法、复合相变材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新能源材料
，尤其涉及一种多孔碳基体制备方法、复合相变材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]相变材料作为一种储能材料，通过其相变过程实现能量的存储与释放，在热管理与储能领域内有着明显的竞争优势。目前，有机相变材料例如石蜡、脂肪酸和聚乙二醇等在低温储热领域内被广泛研究使用，但是其存在的缺点却限制了其进一步应用，包括有机相变材料的热导率低，与固
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液相变时液体相变材料的泄露问题。为了解决这些问题，在相变材料中添加导热填料，以此提高复合材料的热导率与抗泄露性能是关键所在。根据导热填料在材料内的分布特点可分为有序分布和无序分布两种。其中，无序分布主要伴随着导热颗粒在复合材料内部随机分布使得传热热阻增大，热导率提升程度有限；相反，导热填料的有序分布往往在复合材料内部能够构成较为完整的通路，为热量传递提供了路径，极大程度提升了复合材料的整体热导率，同时也改善了其抗泄露性能。
[0003]相关技术中，利用膨胀石墨、石墨烯以及石墨粉等碳物质，将其与相变材料进行搅拌混合，从而制备出一种具有导热与抗泄露性能的复合材料，然而其热导率提升程度有限。

技术实现思路

[0004]为了解决相关技术中复合材料热导率提升程度有限的问题，本专利技术提供一种多孔碳基体制备方法、复合相变材料及其制备方法，所述技术方案如下：
[0005]第一方面，提供一种多孔碳基体的制备方法，所述方法包括：
[0006]步骤1、将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；
[0007]步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；
[0008]步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体。
[0009]其中，步骤2中，压制压力的范围为20～40MPa，压制时间的范围为5～15min。
[0010]其中，步骤3中，干燥温度的范围为70～90℃，干燥时间为4h。
[0011]其中，易分解材料为碳酸氢铵，高导热材料为石墨粉，石墨粉与碳酸氢铵的用量比为(5～2.5g):(5～7.5g)。
[0012]第二方面，提供一种复合相变材料的制备方法，所述方法包括：
[0013]步骤1、将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；
[0014]步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；
[0015]步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体；
[0016]步骤4、取过量填充材料于容器内，将其放入恒温干燥箱使其完全融化为液体；
[0017]步骤5、将步骤3干燥所得的材料放于步骤4所得的容器内，同时将其放于真空干燥
箱内，进行真空吸附；
[0018]步骤6、将步骤5中的盛有复合材料的容器放于预设温度下，使其冷却；
[0019]步骤7、将步骤6得到的材料，去除表面多余材料，得到复合相变材料。
[0020]其中，易分解材料为碳酸氢铵，高导热材料为石墨粉，填充材料为石蜡，石墨粉、碳酸氢铵、石蜡的用量比为(5～2.5g):(5～7.5g):10g。
[0021]其中，步骤4中，加热温度的范围为60～75℃，加热时间的范围为30～50min。
[0022]其中，步骤5中，抽真空压力的范围为65～75℃，温度为
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0.1MPa，时间的范围为1～2h。
[0023]其中，步骤6中，冷却温度的范围为30
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25℃。
[0024]第三方面，提供一种复合相变材料，所述复合相变材料由多孔碳基体得到，所述多孔碳基体由第一方面任一所述的方法制备得到。
[0025]本专利技术提供的复合相变材料的制备方法，步骤简单，成本低。由于其包括多孔碳基体，所以制备的复合相变材料具有高导热与抗泄露特性，在散热与热管理领域具有一定的优势。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一实施例提供的一种多孔碳基体的制备方法流程图；
[0027]图2为本专利技术一实施例提供的多孔碳基体和复合相变材料的SEM图像；
[0028]图3为不同石墨体积分数下复合相变材料热导率与热导率增强率图像；
[0029]图4为纯石蜡与本专利技术复合相变材料的泄露图像。
具体实施方式
[0030]下面通过具体的实施方式和附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0031]本专利技术提供一种多孔碳基体的制备方法，该方法包括：
[0032]步骤1、将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；
[0033]步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；
[0034]步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体。
[0035]现以易分解材料为碳酸氢铵，高导热材料为石墨粉为例对本专利技术所述方法进行说明。如本专利技术实施例提供一种多孔碳基体的制备方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
[0036]步骤1、将碳酸氢铵与石墨粉按预设质量比进行搅拌混合；
[0037]碳酸氢铵，用于形成基体的多孔结构。
[0038]石墨粉，用于构建基体导热网络。
[0039]示例地，石墨粉与碳酸氢铵的用量比为(5～2.5g):(5～7.5g)。
[0040]步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；
[0041]步骤2中，压制压力的范围为20～40MPa，压制时间的范围为5～15min。优选地，压制压力与压制时间分别为30MPa和10min，压制压力为30MPa，压制时间为10min，能够较好保持材料完整性。
[0042]步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体。
[0043]步骤3中，干燥温度的范围为70～90℃，干燥时间为4h。优选地，干燥温度为80℃，80℃的干燥温度能使易分解材料充分受热分解。
[0044]图2(a)与图2(b)为多孔碳基体的SEM图像，本专利技术利用碳酸氢铵受热易分解的特性制备出多孔碳基体，其多孔结构为相变材料提供了吸附空间，同时石墨粉构成的孔壁为热量传递提供了路径。
[0045]示例地，本专利技术实施例还提供一种复合相变材料，包括：多孔碳基体和石蜡。
[0046]其中，多孔碳基体的化学成分为碳，石蜡主要为烃类混合物。
[0047]多孔碳基体由碳酸氢铵和石墨粉混合得到，石墨粉与碳酸氢铵以预设的质量比例进行搅拌混合后，在压片机施加预设压力成型后，放入恒温干燥箱内干燥预设时长，得到多孔碳基体。石墨粉的参数为：纯度为99.95％，粒度为325目。
[0048]示例地，在一种可实现方式中，石墨粉与碳酸氢铵的质量比可以是1:1，也可以是1:2，也可以是1:3。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳基体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，压制压力的范围为20～40MPa，压制时间的范围为5～15min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，干燥温度的范围为70～90℃，干燥时间为4h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，易分解材料为碳酸氢铵，高导热材料为石墨粉，石墨粉与碳酸氢铵的用量比为(5～2.5g):(5～7.5g)。5.一种复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、将易分解材料与高导热材料按预设质量比进行搅拌混合；步骤2、将步骤1所得的混合物放于模具内，使用压片机在预设压力下压制预设时间成型；步骤3、将步骤2所得到压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体；步骤4、取过量填充材料于容器内，将其放入恒温...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平安，李春博，杨薛明，苑初明，胡宗杰，
申请(专利权)人：保定维赛新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：