一种碳纤维/碳化硅定向多孔骨架的制备方法及应用

文档序号:1931775 发布日期:2021-12-07 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种碳纤维/碳化硅定向多孔骨架的制备方法及应用 (Preparation method and application of carbon fiber/silicon carbide directional porous framework ) 是由 朱春宇 赵呈志 盛楠 饶中浩 于 2021-09-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种具有定向导热特性的碳纤维/碳化硅复合多孔骨架的制备方法及应用,涉及以下步骤:首先,将硅与二氧化硅粉体原料混合均匀,之后将该硅源混合物与碳纤维原料均匀地分散在粘结剂溶液中,经预冷冻、冷冻成型、真空冷冻干燥处理得到具有定向多孔结构的三维骨架胚体,其成型原理是利用定向冰模板法的作用调控骨架的取向方向制成三维定向有序多孔骨架。最后在惰性气氛下进行高温煅烧处理,利用碳热还原反应生成碳化硅,制得具有定向导热特性的碳纤维/碳化硅复合多孔骨架。制得的复合多孔骨架体可作为导热填料应用于相变储热材料与热界面材料中,提高复合物的导热系数且具有取向性导热的特点。本发明制备过程简单,成本低,应用广泛。(The invention discloses a preparation method and application of a carbon fiber/silicon carbide composite porous skeleton with directional heat conduction characteristics, and relates to the following steps: firstly, silicon and silicon dioxide powder raw materials are uniformly mixed, then the silicon source mixture and carbon fiber raw materials are uniformly dispersed in a binder solution, and a three-dimensional skeleton blank with an oriented porous structure is obtained through pre-freezing, freezing and forming and vacuum freeze drying treatment. And finally, carrying out high-temperature calcination treatment in an inert atmosphere, and utilizing carbothermic reduction reaction to generate silicon carbide to prepare the carbon fiber/silicon carbide composite porous skeleton with the directional heat conduction characteristic. The prepared composite porous framework body can be used as a heat-conducting filler to be applied to a phase-change heat storage material and a thermal interface material, so that the heat conductivity coefficient of the composite is improved, and the composite porous framework body has the characteristic of oriented heat conduction. The invention has simple preparation process, low cost and wide application.)

一种碳纤维/碳化硅定向多孔骨架的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及相变储热领域与电子设备热管理,具体涉及一种碳纤维/碳化硅 定向多孔导热骨架制备方法与应用。

背景技术

实现碳减排和碳中和主要途径之一提高化石能源的利用效率,减少碳排放。 其中化石能源的利用是通过燃烧将热能转化为其他形式的能,以电厂为例,化石 能源通过燃烧释放热量将热能转化为最终产物电能。但是电的使用量与发电量总 是不那么匹配,这就会造成电能的浪费,然而电能的储存成本过高,因此寻找一 种经济有效的热能存储方式是极其迫切的。

目前,储热方式主要有化学反应储热、显热储热和潜热储热。利用化学反应 储热虽然储热密度高,但反应过程和设备复杂、技术难度高、成本高等缺点限制 其大规模应用。显热储热是通过显热材料自身的热容储存热量,随着温度的升高、 降低从而将热量储存、释放,但是其储热密度较低。相比于显热材料,潜热材料 具有储热密度高,在发生相变时具有更大的蓄热量和稳定的储释放热平台的优 点,但是潜热材料发生相变时容易产生泄漏和储放热速度慢等问题。因此寻找一 种防泄露与高导热材料的填料是极其重要的,再与相变储热基体进行复合,可以 有效解决相变材料储放热速度慢与泄漏的问题,将其广泛应用到余热回收与热管 理等领域。

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