CN110511051B - 一种高取向石墨块体的包覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种高取向石墨块体的包覆方法。本发明的包覆方法，包括以下步骤：（1）将金属粉末喷洒涂布到金属网上，保证金属粉末喷洒涂布的厚度不小于金属网的厚度；（2）将喷洒涂布好的金属网放入金属型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与金属型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的金属网上面，最后将金属型腔‑金属网‑石墨块一起平放在热压炉的工装中；（3）启动热压炉升温系统，并在垂直方向施加压力，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。本发明的包覆方法简易，成本低廉，金属网起到缓冲、定型和粘结的作用，细颗粒金属粉起到填充与粘结的作用，包覆后石墨块体‑金属板之间结合紧密，无间隙。

Description

一种高取向石墨块体的包覆方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种高取向石墨块体的包覆方法。
背景技术
高取向性的石墨块体作为优良的传热材料，往往要依附在金属板上才能更好地被加工和使用。例如，利用热等静压或热压的方法可以很好地将碳材与铜板进行施加外压，从而获得高强度接头。
然而，传统的包覆是将先冷加工金属型腔，然后将石墨块体放入型腔，再加盖金属板，通过焊接或压合方式将上金属板与型腔侧面金属进行结合，这样的包覆过程，在石墨块与金属板之间存在细小的空气层，导致包覆后的石墨块-金属板整体的传热性能大大降低。这就需要一种较好的中间过渡层粘结剂对金属与碳材两个相都能进行润湿融合，同时还需要有良好的缓冲区来避免石墨块与金属板之间受力不均匀，造成石墨块体的破损。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高取向石墨块体的包覆方法。本发明的包覆方法简易，成本低廉，包覆过程中，金属网起到缓冲、定型和粘结的作用，细颗粒金属粉起到填充与粘结的作用，且包覆后石墨块体-金属板之间结合紧密，无间隙。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高取向石墨块体的包覆方法，其特征在于，该包覆方法具有以下特征：
一种高取向石墨块体的包覆方法，包括以下步骤：
(1)将颗粒粒度为0.5～20μm的金属粉末按照一定比例混合均匀，混合后的金属粉末喷洒涂布到金属网上，金属网由多层网错位叠合而成，且金属粉末喷洒涂布的厚度不小于金属网的总体厚度；
(2)将喷洒涂布好的金属网放入金属型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与金属型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的金属网上面，最后将金属型腔-金属网-石墨块一起平放在热压炉的工装中；
(3)启动热压炉升温系统，待热压炉温度升至800～1500℃时，在垂直方向施加压力，压力大小为5～50MPa，直至最高温度，并保持10～120min，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。
所述金属粉末为银、铜、钛、铬、锡中的一种或多种的混合物。
所述金属粉末喷洒涂布的厚度为5～20μm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)包覆方法简易，成本低廉；
(2)包覆的过程中，金属网起到一个缓冲区、定型和粘结的作用，细颗粒金属粉起到填充与粘结的作用；
(3)包覆后石墨块体-金属板之间结合紧密，无间隙。
附图说明
图1是金属包覆石墨块体的结构示意图。
图2是金属网与金属粉末一体结构的俯视图。
图3是金属网与金属粉末一体结构的主视图。
图4是石墨块体包覆产品热模拟测试装置的结构示意图。
附图标记说明：1-金属型腔；2-金属板；3-金属网+金属粉末；4-石墨块体；5-金属网；6-金属粉末；
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
一种高取向石墨块体的包覆方法，包括以下步骤：
(1)将颗粒粒度为5μm的金属粉末按照一定比例混合均匀，混合后的金属粉末喷洒涂布到铜网上，铜网由两层网错位叠合而成，铜网的总体厚度10um，喷洒涂布的厚度为10μm；
(2)将喷洒涂布好的铜网放入铜型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与铜型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的铜网上面，最后将铜型腔-铜网-石墨块一起平放在热压炉的工装中；
(3)启动热压炉升温系统，待热压炉温度升至950℃时，在垂直方向施加压力，压力大小为10MPa，在最高温度保持60min，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。
步骤(1)中所述金属粉末为银、铜、钛的混合物，各组分的质量比为银:铜:钛＝68.8:26.7:4.5。
所述铜网与金属粉末置于铜型腔与石墨块体之间，形成中间过渡层，在高温高压的作用下，金属粉体融化并与石墨体反应形成过渡层，并与铜型腔体形成一体，形成致密的包覆体。
实施例2
一种高取向石墨块体的包覆方法，包括以下步骤：
(1)将颗粒粒度为10μm的金属粉末按照一定比例混合均匀，混合后的金属粉末喷洒涂布到铜网上，铜网由三层网错位叠合而成，铜网的总体厚度15μm，喷洒涂布的厚度为20μm；
(2)将喷洒涂布好的铜网放入铝型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与铝型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的金属网上面，最后将铝型腔-铜网-石墨块一起平放在热压炉的工装中；
(3)启动热压炉升温系统，待热压炉温度升至950℃时，在垂直方向施加压力，压力大小为10MPa，在最高温保持60min，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。
步骤(1)中所述金属粉末为银、铜、钛、铬的混合物，各组分的质量比为银:铜:钛:铬＝66.8:26.7:4.5:2。
所述铜网与金属粉末置于铝型腔与石墨块体之间，形成中间过渡层，在高温高压的作用下，金属粉体融化并与石墨体反应形成过渡层，并与铝型腔体形成一体，形成致密的包覆体。
实施例3
一种高取向石墨块体的包覆方法，包括以下步骤：
(1)将颗粒粒度为5μm的金属粉末按照一定比例混合均匀，混合后的金属粉末喷洒涂布到铜网上，铜网由两层网错位叠合而成，铜网的总体厚度10μm，喷洒涂布的厚度为10μm；
(2)将喷洒涂布好的铜网放入铝型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与铝型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的铜网上面，最后将铝型腔-铜网-石墨块一起平放在热压炉的工装中；
(3)启动热压炉升温系统，待热压炉温度升至950℃时，在垂直方向施加压力，压力大小为10MPa，在最高温保持60min，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。
步骤(1)中所述金属粉末为银、铜、钛、锡的混合物，各组分的质量比为银:铜:钛:锡＝70.5:25.5:2:2。
所述铜网与金属粉末置于铝型腔与石墨块体之间，形成中间过渡层，在高温高压的作用下，金属粉体融化并与石墨体反应形成过渡层，并与铝型腔体形成一体，形成致密的包覆体。
对实施例1-3的包覆样品和现有包覆产品进行了热模拟测试，测试装置的结构见附图1，测试结果见表1所示。
表1实施例1～3与现有包覆产品热模拟测试的性能比较
样品 热源温度Tc/℃ △T<sub>1</sub>/℃ △T<sub>2</sub>/℃
实施例1 76.01 4.78 4.80
实施例2 76.03 4.83 4.81
实施例3 76.04 4.73 4.76
包覆产品 76.07 4.80 4.82
注：△T1＝Tc-T1，△T2＝Tc-T2。
温差(即△T)越小，热传递性能越好，由表1的数据可知，实施例1～3石墨块体包覆样品与现有技术包覆样品的热传递性能基本在同一个水平，从而可确定本发明制备的石墨块体已经成功。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高取向石墨块体的包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将颗粒粒度为0.5~20μm的金属粉末按照比例混合均匀，混合后的金属粉末喷洒涂布到金属网上，金属网由多层网错位叠合而成，且金属粉末喷洒涂布的厚度不小于金属网的总体厚度；
（2）将喷洒涂布好的金属网放入金属型腔中充当缓冲区和粘结剂，再把与金属型腔大小一致的石墨块体放置在涂布有金属粉末的金属网上面，最后将金属型腔-金属网-石墨块一起平放在热压炉的工装中；
（3）启动热压炉升温系统，待热压炉温度升至800~1500℃时，在垂直方向施加压力，压力大小为5~50MPa，在最高温度保持10~120min，最终获得石墨块体与金属板材无缝包覆的产品。
2.根据权利要求1所述的高取向石墨块体的包覆方法，其特征在于，所述金属粉末为银、铜、钛、铬、锡中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的高取向石墨块体的包覆方法，其特征在于，所述金属粉末喷洒涂布的厚度为5~20μm。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271881A1 (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Hong Shek C Abrasion resistant coatings

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB729337A (en) * 1952-10-01 1955-05-04 Fusarc Ltd Improvements in or relating to the welding of pure metals or alloys
JPS502607A (zh) * 1973-05-11 1975-01-11
KR20100065466A (ko) * 2008-12-08 2010-06-17 박동규 금속 중공구의 제조 방법, 금속 중공구, 경량 구조체
CN103568390A (zh) * 2012-07-26 2014-02-12 苏州沛德导热材料有限公司 一种石墨复合金属材料
KR101603498B1 (ko) * 2015-08-13 2016-03-25 (주)에스아이테크 금속망
CN106636989B (zh) * 2017-01-09 2018-07-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高强度、高导热石墨-铜复合材料的制备方法
CN110449590B (zh) * 2018-05-08 2021-03-09 长飞光纤光缆股份有限公司 一种石墨烯-铜基复合材料的制备方法及产品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271881A1 (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Hong Shek C Abrasion resistant coatings

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