考察了以膨脹石墨為原料制備的高導(dǎo)熱炭材料(高導(dǎo)熱石墨塊、高導(dǎo)熱石墨片)與以中間相瀝青為原料制備的高導(dǎo)熱炭材料(高導(dǎo)熱石墨膜)在微觀結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱性能上的差異。研究表明:由中間相瀝青為原料制備的高導(dǎo)熱石墨膜的石墨化度較高、La和Lc更大。高結(jié)晶石墨塊、高導(dǎo)熱石墨片、高導(dǎo)熱石墨膜的熱導(dǎo)率由高到低的順序?yàn)椋焊邔?dǎo)熱石墨膜>高導(dǎo)熱石墨塊>高導(dǎo)熱石墨片。
高導(dǎo)熱材料在航空領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用空間,傳統(tǒng)的高導(dǎo)熱材料主要是金屬材料(如:銅、鋁),這些材料的密度較大,膨脹系數(shù)高,熱導(dǎo)率不夠高(其中熱導(dǎo)率較高的三種金屬銀、銅、鋁的熱導(dǎo)率分別為:430W/m -K、400W/m.K、238W/m.K),所以需要發(fā)展新的高導(dǎo)熱材料來(lái)滿足現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。
炭材料具有高的熱導(dǎo)率(石墨單晶面向熱導(dǎo)率達(dá)2 200W/m.K),優(yōu)良的機(jī)械性能,低密度、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn),因此,被認(rèn)為是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦透邔?dǎo)熱材料。當(dāng)前高導(dǎo)熱炭材料主要有金剛石及類金剛石炭膜,高定向石墨,摻雜石墨,高導(dǎo)熱柔性石墨,高導(dǎo)熱炭纖維及其復(fù)合材料,CNT及其復(fù)合材料,高導(dǎo)熱炭泡沫等。
制備高導(dǎo)熱炭材料時(shí)一般要經(jīng)過(guò)有機(jī)前驅(qū)體(或氣相沉積)成型一炭化一高溫石墨化的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程有利于形成結(jié)構(gòu)規(guī)整,缺陷少,石墨化度高的高導(dǎo)熱炭材料,但這個(gè)過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、成本高不利于大規(guī)模生產(chǎn)。如果能用價(jià)錢(qián)低廉的天然石墨作原料制備出高導(dǎo)熱石墨必能大大的降低成本、快速推動(dòng)高導(dǎo)熱炭材料的大規(guī)模工業(yè)化。
本文研究了以膨脹石墨為原料制備出的高導(dǎo)熱炭材料(石墨塊、石墨片)與以中間相瀝肓為原料制備的高導(dǎo)熱炭材料(石墨膜)在微觀結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱性能上的差異;探討了不同的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)高導(dǎo)熱炭材料導(dǎo)熱性能的影響。
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