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诺科碳材料:高导热中间相沥青基碳纤维粉应用研究(报告)
2022年01月07日 发布 分类:行业要闻 点击量:70
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碳纤维指的是经过高温处理含碳量在90%以上的纤维状碳材料,近些年在各领域尤其是航空航天等尖端产业应用广泛,是耐高温轻质结构材料的首选。不过碳纤维实际上类型众多,在力学及导电导热性能方面各有千秋,其中PAN基碳纤维的典型优势在于拥有较高的拉伸强度,主要作为结构材料使用;石墨烯纤维综合性能优异,其主要优势在于热导率,但离工程应用还有距离;而高性能中间相沥青碳纤维与PAN基及石墨烯纤维相比,在具有较高强度的前提下,兼具了高模量及高导热优势,主要作为功能材料使用。

碳纤维导热垫片

碳纤维导热垫片

目前碳纤维的主要发展趋势是,PAN基碳纤维瞄向更高拉伸强度拉伸模量的方向发展沥青碳纤维瞄向更高热导率、更高模量的方向发展。正是得益于高性能中间相沥青碳纤维拥有高模量和高导热的优势,使其在航天航空、尖端工业装备等领域实现轻量化的同时,作为结构材料承载负荷,作为功能材料耐热和导热,具有明显的优势,是一款极具发展前景的高端碳纤维品种

常用材料导热系数

不同材料热膨胀系数

中间相沥青基碳纤维性能

中间相沥青石墨纤维的石墨晶体结构沿纤维轴向的择优取向好,所以沥青基纤维相比PAN基纤维有着更高的热导率和模量,导热系数可达1500W/K以上,并且可进行在特定方向上的取向导热,因此在作为热管理材料应用时,可以通过流场、电场、磁场等方式进行阵列定向,在特定方向达到极好的导热效果,达到区别一些传统散热方案的效果,具有独特的应用优势。目前日美的一些公司已开始有一些碳纤维导热垫片等产品进行商业化应用,国内也正在推动高导热中间相沥青基碳纤维材料的产业化,为导热领域带来新阶段的发展。

高性能中间相沥青碳纤维的制备工艺流程长,涉及多学科交叉,主要包括:高纯可纺中间相沥青的调制、熔融纺丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、石墨化、表面处理、上浆及干燥等过程。在制备流程中难度比较大的点主要集中在高纯可纺中间相沥青的调制、沥青纤维的连续熔融纺制及连续热处理三方面,由于其性能与微观结构联系紧密,因此中间相沥青纤维的制备在微观结构调控方面也是备受关注的重点。

连续纤维产品

连续纤维产品(图源:辽宁诺科)

在即将于2022年2月18-19日,在东莞举办“2022年全国导热粉体材料创新发展论坛”上,将由辽宁诺科碳材料有限公司复合材料技术中心姚远带来报告“高导热中间相沥青基碳纤维粉应用研究”,报告将从高导热中间相沥青基碳纤维粉生产工艺、中间相沥青性能及应用、碳材料导热机理分析、中间相沥青基碳纤维粉应用研究几个方面进行介绍。

报告人简介


姚远,辽宁大学化工专业硕士,辽宁诺科碳材料有限公司复合材料技术中心主任,长期从事碳纤维结构分析、高导热纤维应用工艺研究工作,对国内外碳材料分析表征方法有深入研究,针对高导热中间相沥青基碳纤维结构、性能与工艺关联性研究建立有系统的分析方法,相关技术正在申报5项发明专利,省重大专项项目主要技术人员。


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