CN104175609A - 一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维 - Google Patents
一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维，由碳纤维，及由内而外依次附着在其表面的金属涂层、石墨烯层和SiC层组成，其特征在于SiC层包覆于石墨烯层的表面。所述的碳化硅层厚度为100-1000nm。金属涂层成份为铜、镍、钴、银、铱，层厚为20nm-100nm。所述的石墨烯层厚度为碳化硅层能够使石墨烯与碳纤维基体结合的更加紧密，同时也不会损害石墨烯高的强韧性和导电性能，使得材料具有高的强韧性，高导电性。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维，特别是涉及一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维。
背景技术
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电性能、电磁屏蔽性好等，可广泛应用于各类纤维增强复合材料中。碳纤维导电性能好，但其导热性能并不出众。新一代高性能碳纤维增强石墨电极、碳纤维增强石墨发热体和碳纤维增强石墨坩埚材料具有更高强度、韧性和导电性能，使电极的导电性能更好，以降低能耗，正逐步取代单纯石墨电极，应用于高温炉设备中。可是由于碳纤维的低导热率，使得石墨材料在加热以及降温过程中常常因受热不均，导致热应力增大，降低使用寿命。
文献“申请号为201320287766.3的中国专利”公开了一种增强型复合石墨电极壳及电极，该发明是用碳纤维增强的一种石墨电极壳。电极壳中含有碳纤维，其抗压强度提高了一倍，电极导电性能好，可以降低能耗，减小制作成本。但是由于碳纤维的导热性能不佳，易使得电极受热不均，产生较大热应力，降低电极的使用寿命。
文献“申请号为201310076783.7的中国专利”公开了一种高导电复合碳纤维及其制备方法，该发明是在碳纤维表面制备石墨烯涂层，所制备的复合碳纤维具有十分优异的导电性和导热性。然而石墨烯是一种由单层碳原子组成的平面二维结构，与石墨类，碳原子4个价电子中的3个以sp2杂化的形式与最近邻三个碳原子形成平面正六边形连接的蜂巢结构，另一个垂直于碳原子平面的σz轨道电子在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键。这就使得石墨烯层与基材之间无法形成紧密的键合，易使得石墨烯与基材脱落。而通过CVD的方法在石墨烯表面再制备一层碳化硅层，将石墨烯固定使之与基体紧密结合，同时得到的涂层依然具有良好的高导电导热性能。
发明内容
本发明的目的旨在提高碳纤维的导热性能，以及克服现有石墨烯与基体结合力差的问题，提供了一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维，由碳纤维，及由内而外依次附着在其表面的金属涂层、石墨烯层和SiC层组成，其特征在于SiC层包覆于石墨烯层的表面。所述的碳化硅层厚度为100-1000nm。金属涂层成份为铜、镍、钴、银、铱，层厚为20nm-100nm。所述的石墨烯层厚度为
本发明优点在于：碳化硅层能够使石墨烯与基体结合的更加紧密，同时也不会损害石墨烯高的强韧性和导电性能，使得材料具有高的强韧性，高导电性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图：
10为碳纤维；20为金属涂层；30为石墨烯涂层；40为碳化硅层。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例
参照图1，是一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维的结构示意图，其中10是碳纤维，20是金属层，30是石墨烯层，40是SiC层。其中碳纤维为T300碳纤维束，金属涂层为铜涂层，金属铜涂层厚度为50nm，石墨烯层为SiC层包覆于石墨烯层的表面，所述的碳化硅层厚度为500nm。
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种CVD石墨烯-SiC的碳纤维，由碳纤维，及由内而外依次附着在其表面的金属涂层、石墨烯层和SiC层组成，其特征在于SiC层包覆于石墨烯层的表面。
2.根据权利要求1所述CVD石墨烯-SiC的碳纤维，其特征在于所述的碳化硅层厚度为100-1000nm。
3.根据权利要求1所述的碳纤维，其特征在于所述的金属涂层成份为铜、镍、钴、银、铱。
4.根据权利要求1所述的碳纤维，其特征在于所述的金属涂层厚为20nm-100nm。
5.根据权利要求1所述的碳纤维，其特征在于所述的石墨烯层厚度为
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