CN107140983A - 一种可连续生产的高导热碳膜制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，属于碳膜制作方法技术领域，包括A、纳米金属粉与碳粉按重量比1‑50%比例混合，得到混合基础材料；B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结0.5‑2小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起等步骤，采用该方法即可以减低能耗，同时提高石墨膜的机械性能，实现连续生产的目的。

Description

一种可连续生产的高导热碳膜制作方法
技术领域
本发明涉及碳膜的制作方法技术领域，特别是一种可连续生产的高导热碳膜制作方法。
背景技术
目前制作高导热石墨膜的方法是将PI膜加热到1100-1400摄氏度温度进行碳化，碳化后，再加热到3000-3500摄氏度石墨化，经压膜，贴膜后形成高导热石墨膜，其导热系数远远高于铜、银、金等纯金属。但这种方法的原材料为PI膜，因此，材料成本很高，同时，必须进行压模、贴膜才能成型，进一步提高的制作成本。另外，经过此种传统方法制作的石墨膜存在横向、纵向导热系数不均的问题，并且，石墨化的温度非常高，能耗居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，采用纳米碳粉与纳米金属粉混合，在氮气或氩气保护下加热碳化及石墨化转变，制备成高导热石墨膜材料，大大降低石墨化温度，改善碳化后片材的机械性能，实现连续生产。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为，一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、纳米金属粉与碳粉按重量比1-50%比例混合，得到混合基础材料；
B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结0.5-2小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起；
C、将步骤B中碳化好的片材，按需求切成需要形状，放入石墨化炉中；在石墨化炉中惰性气体的保护下，加热至2000℃-2600℃之间；加热时间在2-8小时，使之充分石墨化，降温后，取出
D、压膜，形成高导热石墨材料膜。
进一步地，所述纳米金属粉为铜或铁或钛。
进一步地，步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。
采用本发明所述的方法具有以下优点：
1、众所周知，能耗随着温度的上升成指数增加，本发明用铜箔作为基体支撑材料的同时也作为催化材料，采用用纳米碳粉浆料印刷在基体上，在氮气或氩气保护下加热碳化及石墨化转变，制备成高导热石墨膜材料，将石墨化的温度从3000℃将至2500℃左右，从而将能耗大幅减少，制作成本降低。
2、纳米金属粉（如：铜、铁、钛等纳米粉）在混合材料碳化过程烧结过程中起到粘合剂作用。
3、在石墨化过程中纳米金属粉（如：铜、铁、钛等纳米粉）起到催化剂作用，从而降低了石墨化温度。
实施例
实施例1：一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，包括以下步骤：
A、纳米金属粉与碳粉按重量比1%比例混合，得到混合基础材料；
B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结0.5小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起；
C、将步骤B中碳化好的片材，按需求切成需要形状，放入石墨化炉中；在石墨化炉中惰性气体的保护下，加热至2000℃之间；加热时间在2小时，使之充分石墨化，降温后，取出
D、压膜，形成高导热石墨材料膜。
进一步地，纳米金属粉为铜或铁或钛，优选的我们在工业上选择铜。
进一步地，步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。
实施例2：一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，包括以下步骤：
A、纳米金属粉与碳粉按重量比50%比例混合，得到混合基础材料；
B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结2小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起；
C、将步骤B中碳化好的片材，按需求切成需要形状，放入石墨化炉中；在石墨化炉中惰性气体的保护下，加热至2600℃之间；加热时间在8小时，使之充分石墨化，降温后，取出
D、压膜，形成高导热石墨材料膜。
优选的，我们的纳米金属粉为铜或铁或钛，铜的效果最好。
优选的，步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。
实施例3：一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，包括以下步骤：
A、纳米金属粉与碳粉按重量比30%比例混合，得到混合基础材料；
B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结1小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起；
C、将步骤B中碳化好的片材，按需求切成需要形状，放入石墨化炉中；在石墨化炉中惰性气体的保护下，加热至2200之间；加热时间在5小时，使之充分石墨化，降温后，取出
D、压膜，形成高导热石墨材料膜。
优选的，纳米金属粉为铜或铁或钛都可以，优选的，铜的效果最好。
优选的，步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。

Claims (3)

1.一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、纳米金属粉与碳粉按重量比1%-50%比例混合，得到混合基础材料；
B、将混合基础材料放入链式碳化炉中烧结，采用滚压法，将混合基础材料在链式碳化炉中压成设定的厚度，并在链式碳化炉中烧结0.5-2小时，烧结后形成片状材料，并可成卷状收起；
C、将步骤B中碳化好的片材，按需求切成需要形状，放入石墨化炉中；在石墨化炉中惰性气体的保护下，加热至2000℃-2600℃之间；加热时间在2-8小时，使之充分石墨化，降温后，取出
D、压膜，形成高导热石墨材料膜。
2.根据权利要求1所述的一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，其特征在于:所述纳米金属粉为铜或铁或钛。
3.根据权利要求1所述的一种可连续生产的高导热碳膜制作方法，其特征在于:步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。
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东北工学院 姚广春: "《冶金炭素材料性能及生产工艺》", 31 May 1992, 冶金工业出版社 *

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