CN1863747A - 使用膨胀石墨和蛭石生产复合物品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产至少包含两个具有不同性质和/或功能的不同部件的复合物品的方法，其包括形成至少一层包含70重量％以上的选自膨胀石墨的膨胀材料的层(53)；形成至少另一层包含70重量％以上的选自膨胀蛭石的另一种膨胀材料的层(52)；然后将如此形成的各层压缩到一起，从而将其压实，每个压实的层相应于物品的一个部件。本发明的方法尤其可用于生产例如电化学电池、铸模或者日热转化器的复合物品。

Description

使用膨胀石墨和蛭石生产复合物品的方法

本发明涉及生产至少包含两个具有不同甚至是相互对立的性质和/或功能的不同部件的复合物品的方法。

这些不同的性质和/或功能一方面需要使用不同的材料来生产所述物品的部件，另一方面导致生产方法通常是复杂且费时的，并且尤其是包括单独生产所述物品的两个部件，然后组装所述部件。

可以提及的已知复合物品的实例包括如下各种不同的物品：

-电化学电池，一方面包括两个尤其是具有电子传导和疏水性质的电极，并且另一方面包括具有离子(并且不是电子)传导和亲水性质的离子交换介质，例如水或多孔膜，该介质隔离所述电极并且包含电解质溶液。尤其是公知WO 02/069415中描述的电化学电池，其每个电极由从经膨胀然后层压(沿“C”表示的方向在压辊之间单轴挤压)的石墨获得的柔性石墨片构成，然后石墨片经历使其碳平面(初始是平行的)变形并且沿方向“C”产生反向通道的牵拉操作，从而弥补Papyex^各向异性(沿方向“C”的电导率和热导率)所导致的缺点。然后，对所述与离子交换膜接触的石墨片的表面进行各种处理：通过沉积催化金属(例如铂的贵金属)的催化处理；通过斥水添加剂，例如氟化聚合物(特别是称作Teflon^的聚四氟乙烯)的疏水处理。另外，从玻璃片、例如聚乙烯、聚丙烯等的多孔聚烯烃片来生产离子交换膜。然后，必须组装所述膜和电极。这种电池的生产明显是复杂且费时(大量的操作和处理)；它需要笨重且昂贵的装置并且使用大量的材料(各种聚合物、贵金属等)；

-铸模，用来从熔融合金模铸金属组件并且包括将与熔融合金接触的内部耐火部件。提供这种具有外部绝热部件，以至于在模铸操作期间可以处理而不会有燃烧危险的铸模是有利的。已知的尤其是由沙土或其它非硅酸耐火材料(锆石、铬铁矿、橄榄石、铝矾土)制成的铸模。这种铸模通过在框架中的压缩沙子而由两部件构成，每部件基本上相应于要复制的铸模的一半。因此，在框架和模型之间压挤沙子，然后除去模型。沙子的粘附性由尤其是选自湿粘土、氧化硅凝胶、合成树脂、水泥等的粘合剂，或者通过在高温下产生的陶瓷型粘接来保证。然后框架用外部绝热的箱体衬里。除了这种过程复杂外，应当指出沙子的处理是有限制和危险的(不稳定的硅酸盐粉末需要使用模具)并且有些耐火的沙子具有一些相当不利的性质：其颗粒状的结构导致铸模具有最好通过附加的精加工(例如抛光)操作来改善的粗糙的表面质量；其热性质不允许控制熔融合金的冷却速率，并且它们可能使倒出合金的操作很棘手并且在某些情况中会损害所得模铸组件的机械特性；由沙子制成的铸模只能使用一次，并且由于存在粘合剂重复利用沙子是困难的，或者甚至是不可能的；

-日热转化器(heliothermal converter)，其目的是将太阳辐射转化成热能并且通常包括：

·能够吸收太阳热辐射且导热的并且通常由铜制成的吸收板，其暴露于太阳辐射下并且被称作吸收面的表面通过使用黑铬(是非常有毒的)阳极化处理，以至于其表现出提高的吸收系数和选择性，

·布置在吸收板下方并且由传输液体冷却剂的管路形成的热交换器。所述管路的管道被焊接到与吸收面相对的称作转移面的吸收板表面上。热交换器的实际表面局限于管道和转移面之间的接触区，该区域对于圆形横截面管路是线形的(lineic)，

·其中布置有吸收板和交换器的箱体，其对着太阳的一面被制造成对太阳辐射是透明的并且优选适于在箱体内产生温室效应，而箱体的另一面是由插在两层反射铝膜之间的聚氨酯泡沫层形成的绝热复合体衬里，从而避免任何热量通过这些面损失掉。

考虑到这种物品的复杂性，其生产方法费时且昂贵是明显的，因为该方法包含多个步骤，使用笨重的装置并且使用昂贵的材料：通过模铸、层压等生产吸收板；阳极化处理吸收板；通过挤塑、弯曲等生产管路；对吸收板和管路进行抗腐蚀处理；箱体的生产；反射膜的生产；通过注入聚氨酯泡沫并提供反射膜等给箱体加衬里；尤其是通过将交换器管路焊接到吸收板上等来组装转化器的所有组件。

本发明旨在建议一种简单、快速和廉价的生产这些复合物品的方法。

在优选的方式中，本发明尤其是旨在建议一种允许在一个操作中形成并组装两个具有不同甚至是相互对立的性质和/或功能的部件的复合物品的方法。

本发明的另一个目的是提供其已知性质和/或功能提高了或者提供了新优点的复合物品。

本发明涉及生产至少包含两个具有不同性质和/或功能的不同部件的复合物品的方法，其包括：

-形成至少一层包含70重量％以上的选自膨胀石墨的膨胀材料的层，

-形成至少另一层包含70重量％以上的选自膨胀蛭石的另一种膨胀材料的层，

-然后将如此形成的各层压缩到一起，从而将它们压实(consolidate)，每个压实的层相应于物品的一个部件。

应当指出取决于要生产的物品，可以同时或者以任何顺序连续地形成各层。在下文中，术语“石墨层”表示包含70重量％以上的选自膨胀石墨的膨胀材料的层；同样，术语“蛭石层”表示包含70重量％以上的选自膨胀蛭石的膨胀材料的层。如果需要，指明各层的状态是压实的或者是未压实的。

因此，本发明想法的创造性一方面在于选择使用至少两种膨胀材料来生产具有不同性质和/或功能的复合物品的不同部件，并且另一方面在于想到尽管在所述材料之间存在结构差异(在晶体排列、粒度分布、压实模式等方面)、机械差异(耐压缩性、粘度等)等，但是仍可以将所述材料的不同层压缩在一起并由此压实各层。与所有的推理相反，本发明人发现特别是通过选择所用膨胀蛭石的粒度分布，甚至可以控制两层各自的密度。由此可以获得蛭石的压实层，而首先压实的并且在压实前吸收了大部分施加的压缩应力的石墨层则仅具有接近其最小压实密度(约30kg/m³)的低密度。

本发明人还惊奇地发现通过压缩两个相邻的层(即两层具有接触面)可以获得粘接在一起的压实层，包括在沿与所述层正交，即与其界面正交的单一方向压缩的情况中。该结果是令人惊奇的，因为石墨首先被压实成有序的片层结构，平行的石墨层可以彼此相对滑动并且给再压缩的石墨带来润滑特性，而直至石墨层压实后才发生蛭石的压实并且产生无序的结构。因此一般认为粒度大于石墨的蛭石将不能够依附到石墨压实层平滑且滑动的表面上。但是，的确发生了结合，并且在压实层的界面处石墨平面和蛭石晶粒的轻微共生是后来引起的(posteriori)。

根据本发明的方法允许通过简单并且少量(形成然后同时压缩所形成的层)的操作来生产具有不同甚至是相互对立的性质和/或功能的物品的两个不同部件。特别是，所述方法允许在一次操作中形成并且装配要结合的所述部件。根据本发明的方法是特别简单并且快速的，只需要很少的劳动。

除了这些优点外，应当指出再压缩的石墨和蛭石是容易再循环的(通过插入溶液，它们会被再次剥落)。

有利地并且根据本发明，相邻地形成至少两层。作为变通，以不具有接触表面的方式形成各层。这种情况是如果在所述层之间插入分隔装置(例如适当材料的分隔片)，或者如果要生产的物品除了其初始限定的两个不同部件外，还包含插在前两个部件之间并且在它们被压缩前被置于两层之间的第三部件的情况。

根据本发明，沿几个方向，尤其是沿三个正交的方向将形成的各层压缩到一起。作为变通，沿一个方向，尤其是沿与一层的正面或者与所述层间的界面基本上正交的方向压缩形成的各层。基本上根据石墨层所需的性质在这两种方法之间选择：层的单轴向压缩(沿一个方向压缩)产生高度各向异性的石墨压实层(沿压缩方向“c”获得的性质不同于沿与方向“c”正交的任一方向“a”所获得的性质)，而沿各个方向的压缩(例如，沿三个正交方向压缩所获得的结果)产生轻微各向异性的石墨压实层。通过沿每个方向改变施加到层上的压力，可以调节并控制石墨压实层的性质。

在本发明的一种变通中，所形成的层沿每个方向接受一次压缩操作。换句话说，将所述层沿每个方向压缩一次。

有利地并且根据本发明，不论沿一个方向或者同时沿几个方向压缩，形成的层都只接受一次压缩操作。在此情况下，根据本发明在一次操作中形成和装配物品的两个不同的部件。

作为变通，使所形成的层沿至少一个方向接受多次不同的压缩操作。特别地，沿所述方向实施适合于为了使其可以被处理而压实所形成的层的第一次压缩操作，随后实施适合于赋予所述层之一所需密度(大于最小压实密度)的第二次压缩操作。

有利地并且根据本发明，在所形成的层的压缩期间，向至少一个石墨层的至少一个称作外面的面中压印(impress)适于俘获红外线波的称作俘获结构(captyre forms)的开口凹陷结构。所述俘获结构尤其具有至少一个1微米至1厘米的正面尺寸(开口)和1微米至5厘米的深度。属于“外面”意指从物品外部可以看到，从而暴露于红外线辐射源下的石墨层的面。

由于再压缩膨胀石墨的光学选择性和良好的热扩散能力，通过将其至少一个外面暴露于红外线辐射下可以调节石墨压实层的温度。通过下述的辐射加热，俘获结构的存在提高了热量的供应：射入俘获结构中的入射波在俘获结构的反面上经历多次反射；所述入射波的几乎所有能量最终被这种俘获结构的石墨所吸收(向俘获结构外部反射并因此可能损失的入射光通量的比例是非常小的)。

另外，通过增加外面的表面积，俘获结构的存在不仅有助于供应热量，而且在冷却石墨层的情况中也便于消散热量。最后，俘获结构进一步降低了由于再压缩膨胀石墨的内在性质已经是较低的石墨层的热惯性(thermal inertia)。

压印的俘获结构可以是线形压痕，例如狭缝、狭槽、沟槽等；直或弯曲的压痕；具有圆形、方形、三角形等横截面的压痕；或者金字塔形、圆锥形、半球形、圆柱形(正方形或圆形横截面)等形状的点状压痕。根据要吸收的波长和石墨压实层所需的热响应来选择压印结构的几何形状。

在所述形成层的压缩期间，还可以根据物品的目标用途，将(石墨或者优选蛭石)层的一个外面压印成适于俘获声波或电磁波的俘获结构。

在所有情况中，本发明允许以简单、快速、经济等的方式使物品(或者物品的部分)具备陷波肼(wave trap)，而这些物品的附加功能不需要添加附加元件或装置或者在生产方法中执行附加步骤。陷波肼在压实石墨或蛭石层的同时于这些层中产生。

有利地并根据本发明，使用膨胀的、任选研磨的天然石墨(但是优选在剥落后获得的石墨)作为膨胀石墨。

应当指出根据本发明，除了包含上述膨胀材料外，根据要生产的物品的性质和功能，所形成的层可以包含选自膨胀或非膨胀材料的添加剂。具体而言，蛭石层可以包含少于30重量％的选自珍珠岩、从例如SiO₂或Al₂O₃的氧化物获得的膨胀材料、高岭石组、伊利石、蒙皂石、高岭石的添加剂。

本发明特别是涉及生产电化学电池的方法。对于这种应用，在两个膨胀石墨层之间形成一层膨胀蛭石层，然后将所形成的层压缩到一起。每个石墨压实层形成一个电极，而蛭石压实层在所述电极之间形成离子交换膜。有利地并且根据本发明，为了催化和/或促进电化学反应，所形成的每个膨胀石墨层包含少于20重量％的催化材料粉末(例如金属或金属氧化物)。

根据本发明生产的电化学电池是所谓的干电池：在使用电池时需要添加电解质溶液，或者当事先在膨胀蛭石层中放置结晶的试剂时需要添加溶剂。通过任何适当的方法，例如在移液管的辅助下可以容易地实施膜的浸渍。

应当指出这种干电池可以用作电化学反应器、燃料电池，而且可以用作生物电化学电池，例如测量血液中葡萄糖水平的电池。在已知测量葡萄糖水平的电池中，在为此提供的可移动的片上滴上一滴血液导致电池电极上存在的酶的活化，随后产生电流。酶的活化和产生的电流的强度与血液中存在的葡萄糖水平成正比。在早期已知的电池中，以冷冻干燥形式吸附在电极表面上的酶由于脱落而耗尽。有利地并且根据本发明，所形成的蛭石层包含冷冻干燥的酶。换句话说，在形成并且压缩所述各层之前，直接将所述酶与膨胀的蛭石混合，以至于可以将酶固定在蛭石压实层(膜)内；从而大大延长了电池的寿命。

有利地并且根据本发明，为了降低石墨层的各向异性，从而获得在所有方向(包括与电极和膜之间界面正交的方向)上都具有良好导电性的电极，沿三个正交的方向将所形成的层压缩到一起。

有利地并且根据本发明，压缩所形成的层以使得两层石墨压实层的密度为30至60kg/m³。换句话说，为了能够提供多孔的石墨电极，轻微压缩各层。从而电化学反应不仅在石墨电极和蛭石膜之间的界面处进行，而且在其电极的内部进行。大大增加了发生电化学反应的比表面，结果大大增加了电化学电池的效率。因此，本发明还可以提高生产的物品部件的性质。

有利地并且根据本发明，作为变通或组合，对于石墨层中的至少一层，在称作内面并朝向蛭石层的所述层的一面上形成微沟槽。为此，在其形成期间，在膨胀石墨层和膨胀蛭石层之间放置可以破坏的(通过加热或化学反应等可以破坏的)或者除去的线，并在所述层被压实之后毁坏或除去这些线。所述微沟槽不仅可以增加电极上的反应比表面，而且在电极和离子交换膜之间的界面处形成微沟道，所述微沟道用来沿着电极产生电解质反应物循环并且允许电化学电池的连续操作。

有利地并且根据本发明，为了实施对反应物的热调节，在其形成期间向至少一个膨胀石墨层中结合加热/冷却膜，例如液压或电力加热/冷却膜。

由于再压缩膨胀石墨的光学选择性，还通过至少一个位于外部并且距离电化学电池一定距离的红外发生器不接触地实施加热。在此情况下，优选向至少一个石墨层的至少一个外面中压印俘获结构，从而增加红外辐射的吸收。压印的外面典型地是与对着膜取向的内面相对的电极正外面。在此应用中，压印的俘获结构优选具有至少一个从1微米至5毫米的正面尺寸(开口)和从1微米至1毫米的深度。

因此，通过控制特定的限制因素：在放热反应情况中耗散产生的热量、在吸热反应情况中供应热量，本发明可以调节电池内反应物的温度，并因此可以控制实施的反应的动力学并且大大提高反应效率。

本发明还涉及生产模具尤其是铸模的方法。对于这种应用，用膨胀石墨层覆盖模型(随后需要使用模具复制的形状)，然后形成至少覆盖所形成的部分石墨层的膨胀蛭石层，再将所形成的各层压缩到一起。耐火的石墨层相应于用来接收熔融金属合金的模具部件；蛭石层在至少部分模具上形成绝热保护并且使得处理模具时不会燃烧。应当指出本发明适用于生产任何类型的模具(无论模具中要接收什么材料-热固性树脂等，本发明都是适用的)，只是当模具需要绝热保护时是特别有利的。

除了简单和实施迅速外，根据本发明的方法还具有大量的优点：可以在一次操作中生产出形状复杂的模具；所得模具的尺寸精确且表面质量优异；允许省略传统的精整工序(机加工、抛光等)；由于再压缩膨胀石墨的润滑特性而容易从模具中除去；所得模具使用寿命长，可以使用许多次并且特别是尽管会收到热和任选的化学(腐蚀、氧化等)攻击，但却能保留良好表面质量；可以控制熔融合金的冷却和压实速率。这些优点将在下文中解释。

有利地并且根据本发明，对于低温应用的模具(用于模制石膏、塑料、弹性体类型的材料)，石墨压实层的密度大于40kg/m³，并且优选对于高温应用的模具，例如铸模(用于模制熔融合金类型的材料)密度大于100kg/m³，密度大于40kg/m³保证在任何环境下模具的总体不渗透性是最精细的并且保证能模制最多的液体材料，特别是保证了精细的表面质量。应当指出在高温应用模具的情况中，因为密度大于100kg/m³赋予石墨压实层更好的热扩散性，因此可以有效地控制模具的温度和待模制材料的冷却速率，所以是优选的。

有利地并且根据本发明，在形成期间在膨胀石墨层中放置加热/冷却元件，例如一部分电路或液压回路。选择此时施加的压缩应力足够低，使其不会损害加热/冷却元件，并且特别是适于赋予石墨压实层低于400kg/m³的密度。因为膨胀石墨是热的良导体并且具有优异的热导率，使用加热/冷却元件来调节模具的温度，从而控制熔融合金的冷却和压实速率。

作为变通，直接在石墨本体中形成至少一个适于接收加热/冷却流体的通道，从而(使用该流体和循环并加热/冷却所述流体的装置)构成加热/冷却所述模具的机构。为此，在其形成期间在膨胀石墨层中放置至少一个可破坏或者除去(通过熔化或化学反应等)的管子(此处使管子是柔性的，从而无论所形成的通道形状如何都可以除去管子)，在压实所述石墨层之后破坏或除去所述管子。选择足够高的压缩应力，获得能赋予每个所形成的通道坚固和机械强度的石墨密度。因此，优选压缩各层以使石墨压实层的密度大于150kg/m³。

同样，可以通过距模具一定距离的红外发生器不接触地实施模具的加热，通常是调节其温度。在本实施方案中，形成蛭石层，使之不会覆盖所有石墨层的面，并且至少留下一个面(称作外面，当使用模具时其是可见的)不被覆盖，以便将其暴露于红外线辐射下。有利地并且根据本发明，向石墨层的至少一个外面中压印俘获结构。在此应用中，压印的俘获结构优选具有至少一个从1毫米至2厘米的正面尺寸(开口)和在1毫米至10厘米之间的深度。

本发明还涉及生产日热转化器。在此应用中，形成膨胀石墨层，其中提供至少一个适于接收液体冷却剂的通道，形成一层蛭石层，所述层至少覆盖一部分石墨层并且留下其至少一个称作吸收面的面，然后将所形成的各层压缩到一起。为了获得通道，在膨胀石墨层中放置至少一个永久性的管子，例如金属管，尤其是由铜制成的管子，术语“永久性的管子”意指适于随后接收液体冷却剂并且留在石墨压实层中的管子。作为变通，在膨胀石墨层中放置至少一个可破坏或可除去的管子，并在压实所述石墨层之后毁坏或除去所述管子。

所述石墨压实层的至少一个面未被蛭石覆盖，因此能够吸收太阳辐射，并产生特别高效的热交换器。再压缩的膨胀石墨具有优异的热扩散性(比目前使用的金属的热扩散性更好)和非常低的热惯性(改善的响应时间)。蛭石压实层形成绝热板或箱。根据所需石墨层的热和机械性质选择各层的压缩比。在石墨本体中直接形成液体冷却剂通道(使用可破坏或可除去的管子)的情况中，选择足够高的压缩比，赋予组装体适当的机械强度，该强度与其经受的应力(通道中流体的压力、液压连接、由于大的温度变化引起的膨胀和收缩(夏天-冬天))是一致的。具体而言，压缩各层以使得石墨层的密度大于150kg/m³。

在通过插入管(例如金属管)构成液体冷却剂通道的情况中，石墨不一定对组装体的机械刚性有贡献。然后，为了在重量方面获益并且提高交换器热性质及转化器能量产率的提高，优选选择较低的压缩比。具体而言，压缩各层以使得石墨层的密度小于400kg/m³。

应当指出在上述两种情况中，为了简化生产方法，优选一次并且沿一个方向压缩各层。

除了简单和实施迅速外，由于再压缩膨胀石墨的有利的热性质和热交换器的自身结构，根据本发明的方法还具有提供效率提高的日热转化器的优点。无论是在石墨本体自身中形成交换器的通道或者通过插入管构成该通道，同早期转化器中的情况一样，热交换表面相当于通道总的圆柱形表面而不相当于圆柱形表面与板之间接触的一条线。另外，根据本发明的方法可以省去用于获得选择性或提高的吸收性(目前使用高毒性且到期禁止的氧化铬实施所述处理)的任何有毒或危险的电化学处理，并且提供重量更轻、更简单且更可靠的转化器。大大降低了转化器发生故障的危险和维护成本。

石墨红外吸收器的光学选择性也促进了日热转化所需的温室效应。有利地并且根据本发明，在压缩所形成的层其间，将适于俘获太阳红外辐射的俘获结构压印入石墨层的吸收面。压印的俘获结构优选具有至少一个从10微米至1厘米的正面尺寸(开口)和在1毫米至1厘米之间的深度。

所述俘获结构不仅大大增加了石墨吸收器的吸收表面，而且大大增加了波长在红外范围内的几何光学选择性。

它们还允许通过使石墨密度接近每种俘获结构而精确地并且因此全面增强石墨压实层的刚性和机械强度。

优选使俘获结构偏离液体冷却剂的通道，以便限制对通道的压缩应力(所述应力由于存在面向通道的俘获结构的印模(impressionmatrices)而增加)，并使石墨压实层的力学分布和热分布最优。

本发明延伸至包含至少两个具有不同性质和/或功能的不同部件的复合物品，其中一个部件包含其中选自膨胀石墨的再压缩膨胀材料含量为70重量％以上的压实层，并且另一个部件包含其中选自膨胀蛭石的再压缩膨胀材料含量为70重量％以上的另一压实层。可以通过将所述石墨和蛭石层压缩到一起并且优选只包含一个压缩步骤(单轴向或多轴向)的方法来有利地实现所述目的。

本发明特别涉及包含在两层再压缩膨胀石墨压实层之间插有至少一层再压缩膨胀蛭石压实层的电化学电池。所述石墨压实层的密度优选从30至60kg/m³，以至于压实层是多孔的。有利地并且根据本发明，至少一个所述石墨压实层在朝向蛭石层的一个面(称作内面)上具有微沟槽。有利地并且根据本发明，至少一个所述石墨压实层结合有加热/冷却元件。作为变通或者任选地作为组合，至少一个所述石墨压实层在至少一个外面上压印有开口的凹陷结构(称作俘获结构)，所述结构适于俘获红外波并且优选其具有至少一个从1微米至5毫米的正面尺寸(开口)和从1微米至1毫米的深度。有利地并且根据本发明，所述蛭石压实层包含冷冻干燥的酶。

本发明还涉及模具，尤其是铸模，其包含至少一层再压缩膨胀石墨压实层，以及至少部分覆盖所述石墨层的再压缩膨胀蛭石压实层，所述石墨压实层限定相应于模具要复制的物品的空腔的界限。石墨压实层的密度优选为40kg/m³，在铸模的情况中尤其优选大于100kg/m³。有利地并且根据本发明，石墨压实层结合有加热/冷却元件，例如一部分电路或液压回路。作为变通(或者任选的组合)，所述石墨压实层包含至少一个直接形成在石墨本体中的并且适于接收加热/冷却流体的通道。作为变通或者任选地组合，石墨压实层包含至少一个当使用模具时可见的面(称作外面)，并且所述层的至少一个外面包含压印的开口凹陷结构(称作俘获结构)，该结构适于俘获红外波并且优选其具有至少一个从1毫米至2厘米的正面尺寸和在1毫米至10厘米之间的深度。

本发明还涉及日热转化器，其包含至少一层包含至少一个适于接收液体冷却剂的通道的再压缩膨胀石墨压实层，以及覆盖所述石墨层并留出其一个面的再压缩膨胀蛭石压实层。每个在石墨压实层中延伸的通道在石墨本体中直接形成或者由容纳在石墨层中的管子(例如由铜制成的管子)构成。石墨压实层有利地在其吸收面上具有压印的开口凹陷结构(称作俘获结构)，所述结构适于俘获红外波并且优选其具有至少一个从10微米至1厘米的正面尺寸和从1毫米至1厘米的深度。

本发明还涉及生产复合物品的方法以及这种物品，所述方法和物品结合起来具有上文和下文中提到的所有或某些特征。

当参考表示只作为非限制性实施例给出的本发明优选实施方案的附图阅读下面的说明书时，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显。附图中：

-图1是根据本发明用来生产电化学电池的压模(press)的示意剖视图，

-图2是根据本发明的电化学电池的透视图，

-图2a是图2电化学电池外面细节的透视图，

-图3是根据本发明另一个电化学电池的透视图，

-图4是根据本发明用来生产模具的压模的示意透视图和部分剖视图，

-图5是根据本发明由两个部件组成的模具的透视图，

-图6是根据本发明用来生产日热转化器的压模的示意剖视图，

-图7是根据本发明的日热转化器的剖视图，

-图8是根据本发明的另一个日热转化器的剖视图。

如图1所示，生产根据本发明的电化学电池1的方法包括在单轴向压模7中顺序形成，例如膨胀石墨层3、膨胀蛭石层2和膨胀石墨层4。在所述非限制性的实施例中，在C表示的压模压缩方向上叠置各层。用来形成每层石墨的材料包含70重量％以上的膨胀天然石墨；其进一步包含20重量％以下的均匀分布在膨胀天然石墨中的催化金属粉末(例如铂)或者催化金属氧化物。用来形成蛭石层的材料只包含膨胀蛭石。

然后，通过驱动压模的至少一个压板8，将上述三层压缩到一起，直至各层压实。优选地，所加的压缩比是低的，也就是说刚大于压实石墨层所需的最小压缩比和压实蛭石层所需的最小压缩比。因此，压缩各层以获得两层密度约为35至40kg/m³的石墨压实层3a和4a(参见图2)，从而获得多孔的石墨和蛭石压实层。

图2展示了所获得的电化学电池1。该电池包含两个相应于两层石墨压实层的电极3a和4a，在它们中间延伸相应于蛭石压实层的离子交换膜2a。如果压模7具有正方形或矩形横截面，所得的电池是平行六面体。根据其用途，电池的尺寸可以在10至100毫米之间变化。应当指出当电池尺寸大于100毫米时，弱压实(weakly consolidated)的层欠缺机械强度。从而必须以能够获得大于60kg/m³的密度的方式来压缩各层。电极是不太多孔的并且电池是不太高效的。因此当需要大尺寸的电池时，优选并置多个并联或串联排列的小的(弱压缩的)电池。

电极3a的外面18和电极4a的外面19具有几何形状和尺寸适于吸收红外波的俘获结构16、17(参见图2a)。所述俘获结构的横截面是圆形(例如17)、三角锥形(例如16)或者正方形或圆形等的点状圆柱形凹痕，或者是具有更复杂形状的标痕。如实施例中所示，俘获结构的正面尺寸从1至100微米并且深度从1至100微米。俘获结构通过压模7的压板支载的压模模型(由于尺寸限制，没有显示所述模型)获得，并且具有多个与所述结构相应的点状元件。在压缩和压实层2、3和4时压印所述结构。从石墨的性质来看，可以获得尺寸精确度极高的微观结构，因此设计出适于所用辐射源的非常有效的陷波肼。这种微观结构进一步大大增加了交换表面，因此大大增加了辐射加热或冷却的效率。

所生产出的电池是所谓的干电池，指交换介质(蛭石膜)是干的并且不含水溶液。在使用电池时用电解质溶液浸渍蛭石膜。作为变通，在形成所述层之前混合优选是固体盐形式的结晶的化学试剂(特别是氧化还原对)与膨胀蛭石(或者与用来形成膨胀蛭石层的复合材料)，以至于所述膜一生产出来，试剂就在膜中存在。在使用电池时用溶剂浸渍该膜。

电化学电池可以用作电解反应器，其中每个电极3a、4a通过适当的方式(导线可以在压实期间直接密封入每层石墨中)与电流发生器的接线端连接。通过电流发生器在两个电极之间施加的电压向每个电极施加与其平衡电势不同的电势，并且导致电解质溶液氧化-还原反应在阳极(与发生器的正极端连接的电极，其上施加的电势大于平衡电势)向氧化方向移动，在阴极(与发生器的负极端连接的电极，其上施加的电势低于平衡电势)向还原方向移动。

同样，所述电池可以用作燃料电池。在此情况中，每个电极3a、4a通过适当的方式与存储通过电化学反应在电极间产生的电流的集电器连接。

因为石墨电极3a和4a是多孔的，所以不仅在朝向蛭石膜2的电极的内面上，而且主要在电极本体自身中发生每个电极的氧化-还原反应。因此，降低了反应比表面并且相对于具有相同外部尺寸的已知电极而言却大大增加了反应比表面。应当指出在每个潜在的反应位点，在形成相应的层之前直接混合催化金属与膨胀石墨，并因此催化金属存在于整个电极体中。这种方法提供了两个主要的优点：大大提高了电池的效率(相对于已知电池)；与通过电解沉积在电极一个面上产生金属涂层的早期方法相比，该方法是特别简单且快速的。

对于电池(反应器或电池)的连续操作推荐向所述电池供应电解质溶液。为此，产生电解质溶液通过电池的循环。由于再压缩膨胀石墨电极具有由与方向C正交(因此与方向A平行)的叠加碳平面形成的片层结构，从而尤其是可以在每个多孔电极中，特别是沿方向A产生溶液的循环。

作为变通，使用如图3所示的根据本发明的电池10。这种电池在电极12和膜11之间的界面5处具有微沟槽15，并且在电极13和膜11之间的界面6处具有微沟槽14。为了清晰，只表示出了一些微沟槽(可以提供大量的微沟槽)。通过在所形成的石墨和蛭石层之间插入线来获得这些典型直径为10微米左右的微沟槽，随后在所述层压实后除去这些线。使用微沟槽使试剂连续循环通过电化学电池。

通过沿与所述层之间界面正交的方向C单轴向压缩石墨和蛭石层，获得所示电池1和10。还可以通过沿与所述层之间界面平行的方向单轴向压缩石墨和蛭石层，或者沿几个方向压缩，并且尤其是通过沿三个正交方向三轴向压缩来生产根据本发明的电池。作为根据本发明的方法的一种实施方式提供了一种其电极是弱各向异性的并且在所有方向中具有良好导电性的电池。因为电极内所有潜在的反应位点都适当地提供有电子，所以这种在多孔的，即弱压缩的电极情况中是特别有利的特征，其提高了电化学电池的效率。

本发明还涉及生产模具的方法，如图4和5所示。根据本发明，在三轴压模23的中央放置代表要使用模具生产的组件的模型24；围绕模具并基本上将其分成两半的分隔片25；在分隔片中或者在其附近提供的并且打算在模具内形成用于接收加热/冷却液体的管道网络26；以及至少在模具和两柱压模交叉平面之间延伸，从而在模具内部形成浇铸杆的管子(未显示)。

在所述模型的任一侧，用膨胀石墨层32填充所述压模的每柱34、35、36，然后填充覆盖膨胀石墨层32的膨胀蛭石层31。用来形成膨胀石墨层的材料举例来说只由膨胀天然石墨构成；用来形成蛭石层的材料举例来说只由膨胀蛭石构成。

随后通过向压模中央移动六块压模板而压缩所形成的层，沿方向C启动柱35的压模板，沿方向B启动柱34的压模板，并且沿方向A启动柱36的压模板，直至它们相遇形成立方体。

随后从压模中除去已经形成的模具，然后通过由分隔片25限定界限的连接平面33打开。如此以两部分21、22的形式获得模具20。从模具中除去分隔片25、管道26、浇铸管和模型24。每个模具部件或每一半模具包含：再压缩膨胀石墨的内部压实层32a，其限定了用于待模制组件的一半空腔29；以及再压缩膨胀蛭石的外部压实层31a，其包住了层31a并且为模具形成了绝热保护。根据压模的尺寸及压实层31a和32a的所需最终密度来选择待引入压模中以形成相应层的膨胀石墨和蛭石的量。

每半模具21、22还包含与另半个模具的相连通道形成加热/冷却模具的液体循环回路的半圆柱形通道27、26。两半模具21、22中至少一个进一步包含在模具一个面和空腔29之间延伸的浇铸杆30，通过浇铸杆可以引入或注入优选是液体形式的待模制的材料。

应当指出可以在每半模具的层32a中形成用于加热/冷却液体循环的独立回路。因为能够保证回路是完全密封的，所以这种方法是优选的。还应当指出在实施任何压缩之前，可以在每层膨胀石墨中插入为了加热模具而与电流发生器连接的电阻(电缆)。

为了获得根据本发明的模具，还可以使用如图1所示的单轴压模，在模型任一侧上形成膨胀石墨层，再在石墨层的任一侧上形成两层膨胀蛭石，然后沿单个方向压缩各层。这就获得了平行六面体形的模具，其只有两个相对的面被蛭石压实层绝缘。

作为变通，将三层这样压实的层(具备模型)放回入单轴压模中，以至于蛭石层平行于压模的压缩方向C延伸，然后再次压缩各层。如此获得的模具由三层已经沿两个正交方向连续压缩的重叠层形成。为了沿与前两个方向正交的第三个方向压缩各层，可以重复所述操作。在算二次和第三次压缩操作之前，可以在事先压实的各层的任一侧上形成两个新的膨胀蛭石层。然后，获得平行六面体形的模具，如果只实施了两次压缩操作，其四个面由蛭石层绝缘，或者如果实施了三次压缩操作，其所有的六个面都是绝缘的。

在模具至少一个面没有蛭石绝缘保护的情况中，同样可以通过使所述面与具有控制温度的物品接触，或者将所述面暴露(没有接触)于红外辐射源下(然后通过在石墨压实层内的热传导)来控制和调节模具内的温度。因此，借助再压缩膨胀石墨的有价值的热性质(传导性、扩散性、吸收性、选择性)，不需要在石墨层内产生或插入加热/冷却回路即可控制空腔周围模具的温度。

所示的模具20由两个部件21、22组成，每个部件形成要模制的组件的一半空腔。但是，本发明也可以生产一片式模具(为了从中除去组件，必须毁坏这种模具)或者具有三个或更多部件的模具。

本发明还涉及生产日热转化器的方法，如图6所示。在具有正方形或矩形横截面板51的单轴压模62中，形成膨胀蛭石层52，然后形成膨胀石墨层53，其中放置了至少一根具有盘管、耙、螺旋形状或者任何其它适当形状的管子54。在石墨层形成期间，与板62平行并且在蛭石层的向上面上布置管子54。层中所述管子的位置和石墨层的总高度使管子54保持一旦所述层被压实就全部由石墨覆盖。由于其形状和长度，管子54均匀分布在石墨层中，并且其两端每个与压模51的壁邻接。

然后，压缩膨胀蛭石和石墨层，直至压实。为了将俘获结构压印入转化器的吸收面上，所用的压模具有提供了具有多个肋状物69的压模模型的压板。

在本实施方案中，为了生产热交换器，使用再压缩的石墨作为填充材料，由于其热性质(吸收性、扩散性)和机械性质(通过简单的压缩而压实)，该材料可以提高交换器的效率并简化其生产方法。压缩比的选择是折中如下因素的结果：各层的压实(该比例必须高于最小压实比)、交换器质量的增加(低压缩比，即所述层的低密度允许提供更少量的膨胀石墨并且限制交换器的最终质量)、交换器的热和能量性能(石墨压实层的吸收性和扩散性取决于其密度)、管子54的存在(建议不要把管子压扁)等。优选压缩比相应于从30至200kg/m³(并且在各种情况中低于400kg/m³)的石墨压实层密度。

应当指出可以沿几个方向压缩各层，但是从转化器效率方面获得的(小的)益处来看，这会不必要地使生产方法复杂化。

从压模中除去压实层(参见图7)。具备管子54的石墨压实层以厚板的形式产生热交换器；蛭石压实层55形成覆盖交换器底面的绝缘基底。交换器的吸收面70具有多个直的沟槽或狭缝，例如三角形横截面的沟槽68、半圆形横截面的沟槽66、正方形横截面的沟槽67，所述沟槽的宽度和深度小于1厘米并且优选从1至5毫米。这些沟槽或狭缝形成俘获结构，通过在压缩压实层的同时以插在管子54的两个边缘之间的方式压印这些俘获结构。应当指出在随后的操作期间，在层的压实后可以任选地实施俘获结构的压印。俘获结构66、67、68不仅提高了辐射加热/冷却的效率，而且提高了交换器的机械强度。

在压实层55和56的四个边缘上提供并且固定每个由再压缩膨胀蛭石层构成的绝缘板(通过任何适当的方法，例如粘接或拧紧)以形成绝缘框架64。

管子54的每一端伸出石墨压实层56的边缘表面。在组装绝缘框架后，提供与所述管端相对的孔，该孔穿过与所述边缘相邻的绝缘框架64的板。在所述孔中提供直管，并且与管子54的端部连接。管子54的两端可以相应地分别连接至供应冷液体冷却剂的装置和接收经太阳能加热的液体冷却剂的装置。

在包含底部59、侧壁60和朝向箱体(casing)外部延伸的上部边缘63的密封套中插入由底部55和蛭石框架64制成的绝缘箱。所述密封套保护亲水蛭石箱不受湿度和气氛的影响。通过任何适当的方法，在顶部由固定到套管上部边缘63或侧壁60上的钢化玻璃板58来密封所述密封套。举例来说，通过硅酮周边密封57保证玻璃板和所述密封套之间的密封性。

在图8所示的变体中，已经在大部分石墨压实层本体中直接形成用于循环液体冷却剂的通道61。为此，在其形成期间，在膨胀石墨层中放置例如由蜡或聚苯乙烯制成的可破坏的管子。在石墨层压缩和压实后，毁坏所述可破坏的管子。在本实施例中，再压缩的石墨构成热交换器的刚性结构(并且没有填充材料)。因此，根据其要接受的应力：液体冷却剂的压力、液压连接、大的温度变化，来施加足够高的压缩比，以赋予组装体良好的机械强度。

应当指出同前述实施例一样，通过插入的直金属管形成为了将通道61连接到供应液体冷却剂并且接收所述液体冷却剂的装置上而通过蛭石压实层(亲水的)的通道部分。同样，应当指出根据本发明，所示转化器65不具有俘获结构，但是提供这种俘获结构是有利的。

所述生产转化器50和65的方法具有大量的优点：

-与包含必须生产(通过挤压、牵拉等)成、被处理成耐腐蚀和氧化的并且用氧化铬层(高度毒性的)覆盖，然后焊接到交换器上的金属板作为吸收器(absorber)的早期公知转化器相比，吸收器和热交换器集成为在一次压实操作中组装的一个相同的结构(石墨层)。转化器65甚至包含完全在一次操作中产生的吸收器-交换器(省去了管子)，

-在一次操作中形成并且组装热交换器和绝缘基部，

-所得的转化器重量远低于已知的转化器，

-根据本发明的转化器的效率远优于早期转化器的效率，因为

·热交换表面相应于管子54和通道61的整个圆周，

·再压缩的膨胀石墨在于转化器中产生的温室效应的红外波范围内具有良好的光学选择性(S＝2)。这种特性使得不需要用铬黑覆盖，

·再压缩的膨胀石墨具有比早期生产吸收板的技术中使用的金属更好的热扩散性(传热能力的度量参数并且为热导率、热容和材料密度函数)。具体而言，密度为约100kg/m³的再压缩膨胀石墨的扩散系数是密度为其90倍的铜的3倍、密度为其100倍的银的2倍，以及密度为其27倍的铝的4倍。

·再压缩的膨胀石墨具有比金属更低的热惯性，从而提高了转化器的响应时间，

·再压缩的膨胀石墨在热变化面(the face of thermal variation)上的膨胀系数(线性)是低的，尤其是低于铜8倍，低于铝11倍，并且低于银6倍，

-由于热量在吸收器(石墨)和液体冷却剂之间直接交换，所以尤其提高了转化器65(不含铜管)的效率，

-通过存在俘获红外波的结构而提高了转化器50的效率，

-所述转化器的成本是低的(特别是省去了铜管的转化器65的成本)，

-石墨和蛭石是化学惰性的材料，在压缩后不会放出气体并且都是无害无毒的，包括细片的形式(无论它们是膨胀石墨或蛭石的颗粒，还是再压缩石墨或蛭石片)。它们更容易再循环利用。

在本发明的变通中(可适用于上面转化器的两个实施例)中，在其压实前在膨胀石墨层中还布置电阻。这些电阻用来使热交换器处于精确的温度(高于或等于70℃)，从而防止交换器被细菌(例如军团杆菌)污染的任何危险。因此，根据本发明的方法允许以简单、快速和经济的方式为转化器配备抗菌处理装置。

不用说可以对本发明在上述和图中所示的实施方案作出各种变通。特别是，根据本发明的方法还适用于其它复合物品的生产。

Claims (49)

1.一种生产至少包含两个具有不同性质和/或功能的不同部件的复合物品的方法，其包括：

—形成至少一层包含70重量％以上的选自膨胀石墨的膨胀材料的层(3；32；53)，

—形成至少另一层包含70重量％以上的选自膨胀蛭石的另一种膨胀材料的层(2；31；52)，

—然后将如此形成的各层压缩到一起，从而将其压实，每个压实的层(3a，2a；32a，31a；56；55)相应于所述物品的一个部件。

2.权利要求1的方法，其中使所形成的层(2，3；31，32；52，53)相邻。

3.权利要求1或者权利要求2的方法，其中沿几个方向将所形成的层(31，32)压缩到一起。

4.权利要求3的方法，其中沿三个正交的方向将所形成的层(31，32)压缩到一起。

5.权利要求1或者权利要求2的方法，其中沿一个方向将所形成的层(52，53)压缩到一起。

6.权利要求5的方法，其中所述压缩方向(C)基本上与所述层之间的界面正交。

7.权利要求1至6中任何一项的方法，其中所形成的层(31，32)沿每个方向(A、B、C)接受一次压缩操作。

8.权利要求1至7中任何一项的方法，其中所形成的层(31，32)接受一次压缩操作。

9.权利要求1至6中任何一项的方法，其中所形成的层沿至少一个方向接受多次不同的压缩操作。

10.权利要求9的方法，其中沿所述方向实施适于压实所形成的层的第一次压缩操作，以使所述层被处理，随后实施适于赋予所述层之一所需密度的第二次压缩操作。

11.权利要求1至10中任何一项的方法，其中在所形成层的压缩期间，向至少一个石墨层的至少一个称作外面的面中压印称作俘获结构的适于俘获红外波的开口凹陷结构。

12.权利要求1至10中任何一项的方法，其中使用膨胀的天然石墨作为膨胀石墨。

13.权利要求1至12中任何一项的方法，其中所形成的蛭石层包含低于30重量％的选自珍珠岩、从例如SiO₂或Al₂O₃的氧化物获得的膨胀材料、高岭石组、伊利石、蒙皂石、高岭石的添加剂。

14.权利要求1至13中任何一项的方法，其用于生产电化学电池(1)，其中在两个膨胀石墨层(3，4)之间形成膨胀蛭石层(2)，然后将所形成的层压缩到一起。

15.权利要求14的方法，其中沿三个正交方向将所形成的层压缩到一起。

16.权利要求14或权利要求15的方法，其中压缩所形成的层，以使两个石墨压实层(3a，4a)具有从30至60kg/m³的密度。

17.权利要求14至16中任何一项的方法，其中对于至少一个所述石墨层(12，13)，通过在膨胀石墨层和膨胀蛭石层之间于其形成期间放置可以破坏或者可以除去的线，并在所述层被压实之后毁坏或除去所述的线，从而在所述石墨层的称作内面并朝向蛭石层的一面上形成微沟槽(15，14)。

18.权利要求14至17中任何一项的方法，其中在膨胀石墨层形成期间向至少一层所述膨胀石墨层中结合加热/冷却元件。

19.权利要求14至18中任何一项以及权利要求11的方法，其中向至少一个石墨层(3a)的至少一个外面(18)中压印俘获结构(16，17)，所述俘获结构具有至少一个从1微米至5毫米的正面尺寸和在1微米至1毫米之间的深度。

20.权利要求14至19中任何一项的方法，其中所形成的每个石墨层都包含20重量％以下的催化材料粉末，例如催化性的金属或金属氧化物。

21.权利要求14至20中任何一项的方法，其中所形成的蛭石层包含冷冻干燥的酶。

22.权利要求1至13中任何一项的的方法，其用于生产模具(20)，其中用膨胀石墨层(32)覆盖模型(24)，然后形成至少覆盖部分石墨层的膨胀蛭石层(31)，再将所形成的各层压缩到一起。

23.权利要求22的方法，其用于生产铸模，其中将所形成的各层压缩在一起，以使石墨压实层(32a)的密度大于100kg/m³。

24.权利要求22或权利要求23的方法，其中在膨胀石墨层中于其形成期间放置加热/冷却元件。

25.权利要求22或权利要求23的方法，其中通过在膨胀石墨层(32)中于其形成期间放置至少一个可破坏或可除去的管子(26)，并在压实所述石墨层之后破坏或除去所述管子，从而直接在石墨中形成至少一个适于接收加热/冷却流体的通道(27，28)。

26.权利要求22至25中任何一项和权利要求11的方法，其中形成蛭石层，以使所述石墨压实层的至少一个称作外面的面在使用模具时是可见的，并且其中向石墨层的至少一个外面中压印俘获结构，所述俘获结构具有至少一个从1毫米至2厘米的正面尺寸和在1毫米至10厘米之间的深度。

27.权利要求1至13中任何一项的方法，其用于生产日热转化器，其中形成膨胀石墨层(53)，其中提供有至少一个适于接收液体冷却剂的通道(54，61)，形成蛭石层(52)，所述层至少覆盖一部分所述石墨层并留下其至少一个称作吸收面的面不被覆盖，然后将所形成的各层压缩到一起。

28.权利要求27的方法，其中在所述膨胀石墨层中放置至少一个永久性的管子(54)。

29.权利要求27的方法，其中在所述膨胀石墨层中放置至少一个可破坏或可除去的管子，在压实所述石墨层之后毁坏或除去所述管子。

30.权利要求27至29中任何一项和权利要求11的方法，其中向所述石墨压实层的吸收面(70)中压印俘获结构(66，67，68)，所述俘获结构具有从10微米至1厘米的正面尺寸和在1毫米至1厘米之间的深度。

31.一种包含至少两个具有不同性质和/或功能的不同部件的复合物品，其中一个部件包含其中选自膨胀石墨的再压缩膨胀材料含量为70重量％以上的压实层，并且另一个部件包含其中选自膨胀蛭石的再压缩膨胀材料含量为70重量％以上的另一压实层。

32.权利要求31的物品，其是电化学电池(1)，并且包含插在两层再压缩膨胀石墨压实层(3a，4a)之间的至少一层再压缩膨胀蛭石压实层(2a)。

33.权利要求32的物品，其中所述石墨压实层的密度为30至60kg/m³。

34.权利要求32或权利要求33的物品，其中至少一层所述石墨压实层(13，12)在称作内面并朝向蛭石层的一面上具有微沟槽(14，15)。

35.权利要求32至34中任何一项的物品，其中至少一层所述石墨压实层结合有加热/冷却元件。

36.权利要求32至35中任何一项的物品，其中至少一个石墨压实层在至少一个外面上压印有适于俘获红外波的称作俘获结构的开口凹陷结构(16，17)。

37.权利要求36的物品，其中所述俘获结构具有至少一个从1微米至5毫米的正面尺寸和1微米至1毫米的深度。

38.权利要求32至37中任何一项的物品，其中所述蛭石压实层包含冷冻干燥的酶。

39.权利要求31的物品，其是模具(20)，并且包含至少一层再压缩膨胀石墨压实层(32a)，该层限定相应于模具要复制的物品的空腔(29)的界限，以及包含至少部分覆盖所述石墨层的再压缩膨胀蛭石压实层(31a)。

40.权利要求39的物品，其是铸模，并且其中所述石墨压实层的密度大于100kg/m³。

41.权利要求39或者权利要求40的物品，其中所述石墨压实层结合有加热/冷却元件。

42.权利要求39或者权利要求40的物品，其中所述石墨压实层(32a)包含至少一个直接形成在石墨中的并且适于接收加热/冷却流体的通道(27，28)。

43.权利要求39至42中任何一项的物品，其中所述石墨压实层具有至少一个在使用模具时可见的被称作外面的面，并且其中所述石墨压实层的至少一个外面具有适于俘获红外波的被称作俘获结构的压印开口凹陷结构。

44.权利要求43的物品，其中所述俘获结构具有至少一个从1毫米至2厘米的正面尺寸和从1毫米至10厘米的深度。

45.权利要求31的物品，其是日热转化器(50)，并且包含至少一层再压缩膨胀石墨压实层(56)以及覆盖所述石墨层并留出其至少一面作为吸收面的再压缩膨胀蛭石压实层(55)，所述再压缩膨胀石墨压实层(56)包含至少一个适于接收液体冷却剂的通道(54)。

46.权利要求45的物品，其中已经直接在石墨本体中形成了所述通道(61)。

47.权利要求45的物品，其中所述通道由容纳在石墨层中的管子(54)构成。

48.权利要求45至47中任何一项的物品，其中所述石墨压实层在其吸收面(70)上具有适于俘获红外波的称作俘获结构的压印开口凹陷结构(66，67，68)。

49.权利要求48的物品，其中所述俘获结构具有至少一个从10微米至1厘米的正面尺寸和从1毫米至1厘米的深度。

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