【技术实现步骤摘要】
本技术属于碳纤维导热垫片挤出成型领域，涉及一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置。
技术介绍
1、伴随着芯片制程迈入5nm时代，电子电器设备正在向高集成、智能化的方向发展，对系统热管理及散热技术提出更高要求。为了满足实际应用的要求，热界面材料被大量应用于电子器件的导热与散热。传统的热界面材料主要是填充性导热材料，即在高分子聚合物基体中添加导热填料如氧化铝、氧化锌、氮化硼等，其普遍性能瓶颈在15w/m·k以下，已无法满足当下高导热应用需求，因此使用如碳纤维，石墨烯等高导热填料替换已有填料制备的高导热垫片已成为近些年热界面材料领域研发的热点。
2、碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量，其轴向导热系数最高可达到700w/m·k。在现有的应用中，通过使碳纤维在硅胶基体中沿着热流密度方向整齐排列，可以明显提升垫片的导热性能。其工艺路线导热碳纤维常用的取向技术包含以下两种：1)采用流体的自然流动的向心、趋肤效应取向，如公开号为cn213081761u专利；2)利用碳纤维的抗磁特性，放置于强磁场中可进行取向，如公开号为cn112391054a专利，公开号为cn114456603a专利等。
3、中国专利公开号cn210792014u一种碳纤维定向挤出成型设备，该申请公开了一种碳纤维定向挤出成型设备，包括挤出流道，位于挤出流道末端的挤出头，所述挤出头末端连接有蜂窝挤出嘴，所述
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，用于解决现有的挤出成型设备只能实现低粘度浆料的处理，得到中等性能的碳纤维硅胶导热垫片。
2、为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
3、本技术公开了一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，包括流体取向模头、活塞储料桶和伺服电缸推料系统；所述活塞储料桶内设置有活塞推料装置；伺服电缸推料系统通过活塞储料桶的入口端和活塞推料装置连接；所述塞储料桶的出口端和流体取向模头料浆输入口的一端连接；
4、所述流体取向模头料浆输入口的一端设置有蜂窝状流体分布孔板；所述流体取向模头的料浆输入口和料浆输出口之间的流体流道呈变径结构。
5、进一步地，所述流体取向模头的料浆输入口和料浆输出口的面积之比为9:1～12:1。
6、进一步地，所述流体取向模头的料浆输入口和料浆输出口之间的变径距离为塞储料桶出口端内径的1～2倍。
7、进一步地，所述变径结构的形状为喇叭口状。
8、进一步地，所述蜂窝状流体分布孔板的蜂窝直径大小为1.0～5.0mm，壁厚为0.1～0.2mm；述蜂窝状流体分布孔板的厚度为5～10mm。
9、进一步地，所述伺服电缸推料系统包括伺服电缸模块和伺服电缸运动控制系统，所述伺服电缸模块受伺服电缸运动控制系统的控制并与活塞推料装置连接。
10、进一步地，所述伺服电缸模块受伺服电缸运动控制系统的控制后，其推力大小为800～1500kg，移动速度为0.01～10mm/s。
11、进一步地，所述流体取向模头的料浆输出口还连接有方形浆料整型口。
12、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
13、本技术公开了一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，将流体取向模头设置为变径结构，并在流体进入的一端设置有蜂窝状流体分布孔板，采用伺服电缸推料系统推动活塞储料桶中的活塞推料装置将浆料推入上述流体取向模头，实现了对浆料的预排列，有利于速度梯度取向快速生效，使得剪切力作用区域前移，缩短了流体取向模头的变径距离，减小了变径结构流道挤压浆料的接触面积，降低了活塞推料装置的阻力，能够利于挤出更大粘度的碳纤维浆料，达到了提高碳纤维硅胶垫片中有效取向碳纤维占比的问题。碳纤维的填料量与待挤出浆料的粘度正相关，因此可制备高导热碳纤维垫片。
14、进一步地，流体取向模头的变径结构呈喇叭口状，喇叭口状的曲面流道在浆料流经时，通过蜂窝状流体分布板的浆料会在大变径端快速融并和挤压形成较大速度梯度，该速度梯度产生的强剪切力有利于浆料中碳纤维的取向，而后再通过喇叭口末端小变径端时，流道内物料挤压变弱，使浆料在出口均匀挤出。
15、进一步地，伺服电缸推料系统采用伺服电缸模块作为核心，所述的伺服电缸模块与常规气缸或油缸相比，具有速度稳定，控制精准，位移距离可控等优势。因实验发现不同粘度浆料在不同挤出速率条件下制备的导热垫片导热性能存在差异，因此，通过设定速度该装置有利于实现不同配方浆料流体取向最优。
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1.一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，包括流体取向模头(1)、活塞储料桶(2)和伺服电缸推料系统(3)；所述活塞储料桶(2)内设置有活塞推料装置(201)；伺服电缸推料系统(3)通过活塞储料桶(2)的入口端和活塞推料装置(201)连接；所述塞储料桶(2)的出口端和流体取向模头(1)料浆输入口的一端连接；
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述流体取向模头(1)的料浆输入口和料浆输出口的面积之比为9:1～12:1。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述流体取向模头(1)的料浆输入口和料浆输出口之间的变径距离为塞储料桶(2)出口端内径的1～2倍。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述变径结构的形状为喇叭口状。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述蜂窝状流体分布孔板(101)的蜂窝直径大小为1.0～5.0mm，壁厚为0.1～0.2mm；所述蜂窝状流体分布孔板(101)的
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述伺服电缸推料系统(3)包括伺服电缸模块(301)和伺服电缸运动控制系统(302)，所述伺服电缸模块(301)受伺服电缸运动控制系统(302)的控制并与活塞推料装置(201)连接。
7.根据权利要求6所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述伺服电缸模块(301)受伺服电缸运动控制系统(302)的控制后，其推力大小为800～1500kg，移动速度为0.01～10mm/s。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述流体取向模头(1)的料浆输出口还连接有方形浆料整型口(102)。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，包括流体取向模头(1)、活塞储料桶(2)和伺服电缸推料系统(3)；所述活塞储料桶(2)内设置有活塞推料装置(201)；伺服电缸推料系统(3)通过活塞储料桶(2)的入口端和活塞推料装置(201)连接；所述塞储料桶(2)的出口端和流体取向模头(1)料浆输入口的一端连接；
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述流体取向模头(1)的料浆输入口和料浆输出口的面积之比为9:1～12:1。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述流体取向模头(1)的料浆输入口和料浆输出口之间的变径距离为塞储料桶(2)出口端内径的1～2倍。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维导热硅胶垫片流体取向装置，其特征在于，所述变径结构的形状为喇叭口状。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维导...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑勇，杜鸿达，杜文强，陈威，张文龙，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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