高導(dǎo)熱碳納米螺旋環(huán)-石墨復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、隨著科技的迅猛發(fā)展,開(kāi)發(fā)具有高效熱傳導(dǎo)和熱耗散特性的材料已成為熱管理體系的重要材料基礎(chǔ)。高導(dǎo)熱碳材料作為熱管理材料而被廣泛應(yīng)用于電子、航天等領(lǐng)域。
　　本文采用化學(xué)氣相沉積法在膨脹石墨(EG)層間可控生長(zhǎng)碳納米螺旋環(huán)(CNC),利用高溫?zé)釅撼尚头椒?制備了一系列具有高導(dǎo)熱性和高回彈性的碳納米螺旋環(huán)-石墨(CNC-GT)復(fù)合材料。分析了催化劑負(fù)載、生長(zhǎng)時(shí)間和生長(zhǎng)條件等對(duì)EG表面或?qū)娱g生長(zhǎng)的CNC微觀(guān)形貌的影響,同時(shí)研究了CNC微觀(guān)形

2、貌、熱壓時(shí)間與壓力等條件對(duì)CNC-GT復(fù)合體的沿平面平行(λ∥)和垂直(λ⊥)方向上的導(dǎo)熱系數(shù)和回彈性的調(diào)控規(guī)律。
　　通過(guò)真空浸漬法實(shí)現(xiàn)了在EG層間負(fù)載鐵、鎳合金金屬催化劑,在生長(zhǎng)溫度為800℃,混合氣氛為C2H2=65sccm,H2=200sccm,Ar=75sccm時(shí),在EG層間可以生長(zhǎng)垂直于石墨晶面取向的CNC。結(jié)果顯示當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為120分鐘時(shí), EG層間的生長(zhǎng)的CNC分布均勻,垂直于石墨晶面的取向性明顯。同時(shí)延長(zhǎng)生長(zhǎng)時(shí)間

3、,可以顯著提高CNC在EG表面和層間的生長(zhǎng)密度;增加高溫?zé)釅哼^(guò)程中的壓力,使得CNC-GT復(fù)合片材密度增大,孔隙率降低。結(jié)果顯示CNC-GT的λ⊥不僅隨生長(zhǎng)時(shí)間和熱壓壓力的增大而提高,而且遠(yuǎn)高于與未生長(zhǎng)CNC的GT,同時(shí)λ∥略有下降。當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為120分鐘、熱壓壓力為40 MPa和熱壓溫度為1600℃時(shí),制備的CNC-GT復(fù)合片材的λ⊥達(dá)到最高為23.6W/(m·K),是GT的5倍,同時(shí)λ∥可保持在284.1W/(m·K)。結(jié)果顯示CN