中间相沥青基碳纤维及其应用介绍

发布时间 | 2022-05-12 11:15 分类 | 粉体应用技术点击量 | 1123

石墨

导读：MPCF以易石墨化材料中间相沥青为前驱体，经纺丝、氧化、碳化、石墨化等一系列工艺加工而成。由碳元素组成的片层大分子沿纤维轴取向排列，纤维呈高度石墨化状态，在宏观上表现出高模量、高导热、...

一、中间相沥青基碳纤维（MPCF）简介

MPCF以易石墨化材料中间相沥青为前驱体，经纺丝、氧化、碳化、石墨化等一系列工艺加工而成。由碳元素组成的片层大分子沿纤维轴取向排列，纤维呈高度石墨化状态，在宏观上表现出高模量、高导热、导电性、电磁屏蔽性、阻尼性、热膨胀系数低等优异性能，模量可达900GPa以上，导热系数可达1200w/m﹒k以上。

二、中间相沥青基碳纤维（MPCF）应用领域

1.碳/碳、碳/陶复合材料

MPCF作为增强材料，赋予复合材料较高的力学性能，制件在高温、高压等苛刻条件下不易产生脆裂、破损、变形等问题；

MPCF导热系数大于1200W/m﹒K，加工而成的碳/碳复合材料优势导热方向导热系数大于700W/m﹒K；

MPCF热膨胀系数低，通过合理的设计可使复合材料总体膨胀系数接近0；

MPCF灰分值接近于0，避免了杂质元素对工艺过程的干扰，可生产高纯度、大尺寸硅晶体；

产品形态多样化，可满足不同工艺及应用场景需求。

可成型工艺

1.1.MPCF碳/碳、碳/陶复合材料典型应用

单晶硅/多晶硅冶炼炉

飞机及重载设备刹车片

固体火箭发动机喷管

运载火箭喉衬

空间飞行器大面积薄板结构

高超声速飞行器热端部件

热场材料、飞机及重载设备刹车片、火箭喉衬

2.中间相沥青基碳纤维（MPCF）导热/导电塑料

MPCF可赋予塑料优异的导热/导电/电磁屏蔽等性能，在许多领域替代金属材料。

30%比重的中间相沥青基碳纤维短切或磨碎纤维填充尼龙66复合材料可实现拉伸强度大于200MPa，弯曲模量大于20GPa，导热系数大于10W/m﹒K，体积电阻率小于100Ω﹒cm的综合性能水平。

2.1.导热塑料市场应用：

LED照明散热器

电机/电动工具外壳

线路板/电子器件封装材料

笔记本/平板电脑前后盖

手机、基站等EMI/RFI电磁屏蔽

自动驾驶系统毫米波雷达电磁屏蔽

氢燃料电池双极板

通讯基站发射塔悬挂结构

保密通讯电磁屏蔽

金属压铸基站壳体优质替代方案

散热器、电磁屏蔽磁体

3.中间相沥青基碳纤维（MPCF）用于5G芯片散热垫片

MPCF磨碎纤维与硅橡胶基体复合，纤维在流场、电场、磁场等方式作用下在硅橡胶中实现取向排列后，制成的导热垫片在厚度方向导热系数高达60W/m﹒K以上，是目前解决5G芯片界面散热问题的优选方案。国内多家散热材料知名企业，已经开始采用MPCF作为新一代散热技术方案，将导热填料阵列化，从而实现导热系数质的提升。