【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料科学领域，特别提供了一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体及其制备方法。
技术介绍
1、导热聚合物(导热树脂、导热膏、导热胶等)的导热能力对于新一代电子产品的热管理有着至关重要的作用，在一些情况下，甚至成为了产品的设计瓶颈，而导热填料又是导热聚合物的基础，因此高导热材料的开发，对新一代电子信息技术、新能源、半导体等领域的热管理技术将起到巨大的推进作用。
2、导热的要求通常有两点，一是要有尽量高的热导率；二是要有很大的填充量，但常规的导热粉体大量填充往往会显著增加体系粘度，因此，添加量较低，一般来说，球形形貌的粉体对系统增粘效果最低，填充量最大，因此，目前主要的导热填料都有球形化的要求。
3、常用的导热填料有金属填料、碳材料、陶瓷材料三大类。虽然金属填料和碳材料本身具有较高的热导率，能显著地提高聚合物材料的热导率，然而在高负载时却易破坏材料的绝缘性能，另外，碳材料(如石墨烯或碳纳米管)在基体中不易分散，不利于形成有效的导热通路。与这两类填料相比，陶瓷填料因其优异的热传输性能和高的绝缘性能，在制备高导热复合材料领域有着巨大的优势。
4、在陶瓷填料中，导热性最佳的是氮化铝、氮化硼、碳化硅等非氧化物材料，但一直以来由于这类材料球形化困难，无法大量添加于体系中，难以充分发挥其高导热的优势。目前，市场上的球形氮化铝、球形氮化硼等球形导热粉体，通常是喷雾造粒后，经过烧结获得，这种粉体是由多个细小颗粒相互搭接而成的球形，颗粒本身并不致密，与其理论导热系数相差甚远，更为重要的是，由于粉
5、因此，如何保证陶瓷填料的导热效果，同时，实现材料的球化，从而大幅提升填料在树脂中的填充量，进而提升导热树脂材料的热导率，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体及其制备方法，以解决现有陶瓷填料球化困难、无法大量添加于体系中，难以充分发挥其高导热优势等问题。
2、本专利技术一方面提供了一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体，所述粉体内部核心采用烧结工艺制备的高致密的碳化物或氮化物材料，外壳采用等离子球化技术包覆的氧化物材料。
3、本专利技术还提供了一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，包括如下步骤：
4、1)制备高导热内核材料，其中，所述高导热内核材料的核心材料为碳化物材料或氮化物材料；
5、11)造粒：向氮化物和氮化物的细粉中加入胶黏剂，进行造粒，得到造粒后的粉体；
6、12)冷等静压：对所述造粒后的粉体进行冷等静压，压制成致密的块体；
7、13)预烧结：对冷等静压后的块体进行预烧结；
8、14)破碎及筛分：对预烧结后的块体进行破碎，制备成粉体状态，并进行筛分处理；
9、15)脱碳：在空气气氛中，对筛分后的粉体进行煅烧脱碳；
10、16)二次烧结：在真空或气氛保护环境下，对脱碳后的粉体进行二次烧结，得到高导热粉体；
11、2)对步骤1)制得的高导热粉体进行表面包覆及球化
12、21)浆料制备：将步骤1)得到的高导热粉体与氧化物粉体、胶黏剂及溶剂混合，制备成浆料，其中，所述高导热粉体与氧化物粉体的质量比为100：m，其中，20<m<50，所述高导热粉体与氧化物粉体的总体与胶黏剂的质量比为100：n，其中，0.5<n<5，所述氧化物粉体为氧化铝粉体或氧化硅粉体；
13、22)喷雾干燥及筛分：在喷雾干燥机中对所述浆料进行喷雾干燥，干燥后筛除细粉，获得包覆喂料；
14、23)球化处理：将所述包覆喂料送入高频等离子球化设备中，进行球化处理，得到所述具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体。
15、优选，所述氮化物材料为氮化硼材料或氮化铝材料；所述碳化物材料为碳化硅材料或碳化硼材料。
16、进一步优选，步骤11)中，造粒的颗粒粒度小于150μm。
17、进一步优选，步骤12)中，冷等静压的压力范围为100-200mpa。
18、进一步优选，步骤13)中，烧结后的块体的密度为所述块体材料理论密度的60％-80％。
19、进一步优选，步骤14)中，筛分后的粉体粒度在20μm-100μm之间。
20、进一步优选，步骤15)中，煅烧温度为600℃。
21、进一步优选，步骤16)中，烧结制度是在尽可能增大粉体的致密度前提下，保证粉体不粘连成块。
22、进一步优选，步骤21)中，所述胶黏剂为pvb、pvb或甲基纤维素，所述溶剂为水或乙醇。
23、本专利技术提供的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体具有明显的核壳结构，其内核是经高温烧结的致密碳化物或氮化物高导热材料，外壳是高温球化的氧化物材料，制备过程中，内部高导热的碳化物或氮化物经过压制和烧结等工艺，提高了内核材料的致密度，保证了内核材料的导热效果，外部的氧化物材料(熔点低于内核材料)经过高温球化处理可以迅速熔化，并在表面张力作用下将内部的高导热材料包覆成完美的球形，使得粉体在树脂中的填充量大幅度提升，显著提升导热树脂材料的热导率。
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1.一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体，其特征在于：所述粉体内部核心采用烧结工艺制备的高致密的碳化物或氮化物材料，外壳采用等离子球化技术包覆的氧化物材料。
2.一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：所述氮化物材料为氮化硼材料或氮化铝材料；所述碳化物材料为碳化硅材料或碳化硼材料。
4.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤11)中，造粒的颗粒粒度小于150μm。
5.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤12)中，冷等静压的压力范围为100-200MPa。
6.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤13)中，烧结后的块体的密度为所述块体材料理论密度的60％-80％。
7.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热
8.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤15)中，煅烧温度为600℃。
9.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤16)中，烧结制度是在尽可能增大粉体的致密度前提下，保证粉体不粘连成块。
10.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤21)中，所述胶黏剂为PVB、PVB或甲基纤维素，所述溶剂为水或乙醇。
...【技术特征摘要】
1.一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体，其特征在于：所述粉体内部核心采用烧结工艺制备的高致密的碳化物或氮化物材料，外壳采用等离子球化技术包覆的氧化物材料。
2.一种具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：所述氮化物材料为氮化硼材料或氮化铝材料；所述碳化物材料为碳化硅材料或碳化硼材料。
4.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤11)中，造粒的颗粒粒度小于150μm。
5.根据权利要求2所述的具有核壳结构的高导热碳化物或氮化物球形粉体的制备方法，其特征在于：步骤12)中，冷等静压的压力范围为100-200mpa。
6.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，许壮志，塘努尔·阿布德力别克，杨勇志，
申请(专利权)人：辽宁省乌科新材料产业研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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