一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110499636A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910866430.4(22)申请日2019.09.12(71)申请人航天材料及工艺研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人朱世鹏杨云华冯志海张灏(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张丽娜(51)Int.Cl.D06M10/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法(57)摘要本发明涉及一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，属于材料制备与性能测试技术领域。采用溶剂萃洗除去碳纤维表面上浆剂，清洗烘干后固定在电解装置阳极上；将阳极和阴极的电极片插入电解液中，接通直流电源进行电解，电解完成后取出碳纤维清洗干燥；将电解干燥后的碳纤维纤维置于高温管式炉中胀裂，然后取出晾置室温得到剥离的碳纤维。本发明制备的插层剥离碳纤维可用于碳纤维结构模型和导热导电机理研究，同时可应用于电容器和增强复合材料等领域。CN110499636ACN110499636A权利要求书1/1页1.一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，除去高导热中间相沥青基碳纤维表面上浆剂，然后用去离子水清洗去除表面上浆剂后的碳纤维，清洗完成后进行烘干，烘干后将碳纤维固定在电解装置阳极上；步骤2，将阳极和阴极插入到电解液中，接通直流电源进行电解，电解完成后取出碳纤维用去离子水清洗并干燥；步骤3，将干燥后的碳纤维置于管式炉中进行胀裂，胀裂完成后将碳纤维取出，得到剥离的碳纤维。2.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤1中，采用溶剂萃洗的方法除去碳纤维表面上浆剂。3.根据权利要求2所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：溶剂为丙酮、甲苯或二甲苯。4.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤1中，高导热中间相沥青基碳纤维为单丝、复丝或织物。5.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤1中，电解装置包括阴极、阳极、电解液和直流电源。6.根据权利要求5所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：阳极为金属铂片，阴极为金属铂片，电解液为硫酸、磷酸、硝酸、乙酸中的至少一种。7.根据权利要求6所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：电解液浓度为1～18mol/dm3。8.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤2中，电解电压为1～20V，电解电流0.01～0.2mA，电解时间为1～30min。9.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤3中，管式炉中通入惰性气体，惰性气体为氮气或氩气，胀裂温度为800～1500℃，胀裂时间为1～30s。10.根据权利要求1所述的一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，其特征在于：所述的步骤3中，将碳纤维取出后晾置至室温。2CN110499636A说明书1/3页一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法技术领域[0001]本发明涉及一种高导热中间相沥青基碳纤维插层剥离方法，属于材料制备与性能测试技术领域，所述的高导热是指碳纤维的热导率不低于500W/(m·K)。背景技术[0002]高导热中间相沥青基碳纤维具有很高的热导率、拉伸模量和近零的热膨胀系数，其增强的复合材料在高导热结构面板、高刚度结构件、温度交变环境零膨胀系数部件、高导热防热结构件等方面具有不可替代的作用，是卫星主体结构、功能结构、防护结构和辅助结构上不可替代的关键核心材料。尤其是高导热碳/碳复合材料以其优异的低密度、高导热性、低膨胀系数和独有的高温高强度(可应用于高达3000℃无氧或低氧环境中，材料强度从室温到2000℃随温度升高而升高)等性能成为目前最佳的高导热材料，有望代替传统材料，在新型热管理和热疏导材料研发中占据主导地位，广泛用于国防和电子等领域。[0003]中间相沥青基碳纤维优异的导热性能与其石墨片层排列方式和程度等微观结构信息紧密相关，研究高导热中间相沥青基碳纤维内部结构并揭示导热机理，有助于开发更多具有优异特性的高导热导电新材料。目前研究碳纤维内部结构多采用对纤维单丝进行X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜和计算模拟等间接表征方法手段推测，难以通过直观方法对碳纤维内部结构进行观测并建立准确的结构模型和导热机理。发明内容[0004]本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种高导热中间