[发明专利]一种带状纤维的制备方法

说明书

技术领域

本申请属于材料技术领域，特别是涉及一种带状纤维的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，结构-功能一体化散热材料在航天航空、核工业、军工等领域越来越重要。像导弹和航天飞行器的鼻锥体、固体火箭发动机喷管、核聚变第一壁材料等部位需要在复杂和苛刻的环境中工作，需承受高温或高的热流密度以及较大冷热环境温差的变化，这就要求材料具有高力学性能的同时具有优异的热传导性能以便于其与外界的热能交换，控制自身温度变化以适应工作环境的变化。

碳材料具有低密度、低热膨胀系数、优异的机械性能和较高的热导率等优点，是近年来热管理领域最具发展前景的一类导热材料。但是碳材料内部石墨晶体的特殊性和多样性，决定了其导热性能大相径庭，因此控制碳材料内部石墨微晶尺寸、取向及其连续性是提高其特定方向室温热导率的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带状纤维的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种带状纤维的制备方法，以中间相沥青为原料，采用熔融纺丝方法制备带状沥青纤维。

优选的，在上述的带状纤维的制备方法中，熔融纺丝满足条件：

纺丝温度330～350℃；

纺丝压力0.2～0.3MPa；

收丝速率80～100m/min。

优选的，在上述的带状纤维的制备方法中，该方法包括步骤：

(1)、将中间相沥青熔融，然后在氮气和氩气混合气体的压力下，通过熔融纺丝方法制备沥青纤维；

(2)、对沥青纤维进行氧化处理；

(3)、高温碳化处理，得到碳化样品；

(4)、石墨化处理，获得带状沥青纤维。

优选的，在上述的带状纤维的制备方法中，步骤(2)中，氧化处理包括：以6～8℃/min的升温速率升温至200～250℃进行氧化处理，氧化时间36～40小时。

优选的，在上述的带状纤维的制备方法中，步骤(3)中，高温碳化处理包括：在氩气气体保护下，以5～7℃/min的升温速率加热到1400～1600℃进行碳化，碳化时间1～1.5小时。

优选的，在上述的带状纤维的制备方法中，步骤(4)中，石墨化处理包括：将碳化样品置于真空环境内，并充入氩气，以10～15℃/min升温速率升温至2800～3000℃，反应8～10分钟。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明获得的纤维拉伸强度和弹性模量分别达到了2.5GPa和420GPa。并且具有优异的抗氧性能和热导率，其热导率达到1200W/m.K以上。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

带状纤维的制备方法

以中间相沥青为原料，采用熔融纺丝方法制备带状沥青纤维。

(1)、将中间相沥青熔融，然后在氮气和氩气混合气体的压力下，通过熔融纺丝方法制备沥青纤维；

熔融纺丝满足条件：

纺丝温度350℃；

纺丝压力0.3MPa；

收丝速率80m/min。

(2)、对沥青纤维进行氧化处理：以8℃/min的升温速率升温至250℃进行氧化处理，氧化时间36小时；

(3)、高温碳化处理：在氩气气体保护下，以7℃/min的升温速率加热到1400℃进行碳化，碳化时间1小时，得到碳化样品；

(4)、石墨化处理：将碳化样品置于真空环境内，并充入氩气，以15℃/min升温速率升温至3000℃，反应10分钟，获得带状沥青纤维。

获得的纤维表面光洁平整、宽度在1mm左右，厚度在20μm左右。

获得的纤维拉伸强度和弹性模量分别达到了2.5GPa和420GPa。并且具有优异的抗氧性能和热导率，其热导率达到1200W/m.K以上。

实施例2

带状纤维的制备方法

(1)、将中间相沥青熔融，然后在氮气和氩气混合气体的压力下，通过熔融纺丝方法制备沥青纤维；

熔融纺丝满足条件：

纺丝温度330℃；

纺丝压力0.25MPa；

收丝速率80m/min。