[发明专利]一种三维高导热碳材料的制备方法

权利要求书

1.一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)可填充碳骨架材料制备

利用中间相沥青为原材料，在高温高压釜中发泡形成骨架碳材料生料；将骨架碳材料生料进行碳化处理获得碳骨架材料，碳化处理的温度为800℃～1500℃，然后对其进行开孔处理，获得可填充碳骨架材料；所述骨架碳材料生料形成的温度为SP+80℃～SP+300℃，压力为1～10MPa，高温恒温时间1～10h，其中，SP为中间相沥青的软化点；

2)填充型碳骨架材料制备

选用粒度小于可填充碳骨架材料孔隙尺寸的高导热增强体为填充物质，将其与液相载体混合形成填充浆料，在压力驱动和液相扰动下将其填充到步骤1)所得的具有高开孔率的可填充碳骨架材料的孔隙中，去除表面多余物质，然后进行固化和/或碳化处理，其中固化温度为80℃～200℃，碳化处理的温度为800℃～1500℃，获得填充型碳骨架材料；

3)致密化和高温热处理

将获得的填充型碳骨架材料用沥青包埋后在高温高压条件下进行增密处理，然后将增密后的填充型碳骨架材料进行高温热处理，获得三维高导热碳材料，其中，增密处理的条件为温度大于500℃，压力大于1MPa，高温热处理的温度为2000℃～3000℃。

2.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中的中间相沥青为易于发泡形成高开孔泡沫体的中间相沥青。

3.根据权利要求2所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：所述中间相沥青为石油系中间相沥青、煤系中间相沥青或者合成中间相沥青。

4.根据权利要求3所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：所述合成中间沥青为萘系中间相沥青。

5.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中的开孔处理包括采用化学开孔法或物理开孔法，所述化学开孔法包括硝酸氧化或空气氧化、所述物理开孔法包括超声振荡、高压水冲洗，确保开孔处理时不会造成碳骨架材料主体结构塌陷。

6.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中的高导热增强体为鳞片石墨、短切高导热碳纤维、纳米碳管或石墨烯粉体的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中的液相载体为常温下或加热时为液态的富碳物质。

8.根据权利要求1或7所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：所述液相载体，可以为沥青、树脂、糖或焦油的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中的填充、固化或碳化处理可以反复进行，以获得高填充率的填充型碳骨架材料。

10.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中的沥青为中温浸渍沥青、高温浸渍沥青或中间相沥青的一种或几种。

11.根据权利要求1所述的一种三维高导热碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中的致密化和高温热处理可以反复进行，以获得不同密度、不同热导率的三维高导热碳材料。