一种高导热长石墨纤维Cu导热带及其制备方法与流程

50min。
17.本发明的有益效果是，导热带中高导热长石墨纤维起到传输热的作用，同时铜合金可以增加导热带的柔韧性，不仅提高了导热性能，同时还降低了导热带的重量，比铜的导热率高，且重量减轻三分之一以上。
18.本发明的高导热长石墨纤维/cu导热带由高导热长石墨纤维和铜合金复合而成。首先将一定直径的高导热长石墨纤维编织成需要的厚度和宽度，然后放置于真空环境下的熔融铜合金中，熔渗完全后拉离金属液面，待冷却后表面打磨、抛光，制备得到高导热长石墨纤维/cu导热带。本发明制备导热带热导率高，密度低，且柔韧性好，适于航空航天部件散热量大但空间狭小的部位，可将热量快速导出。
附图说明
19.图1为高导热长石墨纤维/cu导热带制备方法流程图。
20.图2为实施例1制备高导热长石墨纤维/cu导热带剖面结构示意图。
21.主要附图标记说明：
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高导热石墨纤维
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铜合金
具体实施方式
[0023]
如图1所示，高导热长石墨纤维/cu导热带制备时，首先，将高导热长石墨纤维编织成所需要的宽度和厚度的预制体，真空熔炼铜合金；然后，采用熔渗工艺，将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中，熔融铜合金的温度为1100-1300℃，浸渗完全，浸渗时间为10-50min；再在熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；最后，将上述复合材料带表面打磨、抛光，得到高导热长石墨纤维/cu导热带。
[0024]
如图2所示，本发明的高导热长石墨纤维/cu导热带，由高导热石墨纤维1和铜合金2复合而成，采用熔渗工艺将铜合金2充填在高导热石墨纤维1编织成的预制体内的孔隙中。石墨纤维的体积含量在20％-60％，铜合金2体积含量在40％-80％。高导热石墨纤维1的直径在10-20μm，高导热石墨纤维1的热导率在600-1000w/mk。铜合金2为cu-cr合金、cu-ti合金、cu-b合金等。
[0025]
实施例1：
[0026]
采用直径15μm、热导率650w/mk的长石墨纤维编织成体积分数20％的预制体(二维布)，放入1100℃熔融的cu-2wt％b合金中，熔渗15分钟，将石墨纤维预制体拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；将复合材料进行表面打磨、抛光，制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带，石墨纤维的体积含量为20％，铜合金的体积含量为80％，导热带的密度为7.5g/cm3，石墨纤维长度方向的热导率为500w/mk。
[0027]
实施例2：
[0028]
采用直径10μm、热导率700w/mk的长石墨纤维编织成体积分数30％的厚度1mm的纤维布，放入1150℃熔融的cu-5wt％cr合金中，熔渗10分钟，将石墨纤维预制体拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；将复合材料进行表面打磨、抛光，制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带，石墨纤维的体积含量为30％，铜合金的体积含量为70％，导热带
的密度为6.8g/cm3，石墨纤维长度方向的热导率为650w/mk。
[0029]
实施例3：
[0030]
采用直径18μm、热导率800w/mk的长石墨纤维编织成体积分数50％的直径20mm、厚度30mm的立体预制体，放入1300℃熔融的cu-1.5wt％ti合金中，熔渗50分钟，将石墨纤维预制体拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；将复合材料进行表面打磨、抛光，制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带，石墨纤维的体积含量为50％，铜合金的体积含量为50％，导热带的密度为5.4g/cm3，石墨纤维长度方向的热导率为700w/mk。
[0031]
实施例4：
[0032]
采用直径20μm、热导率700w/mk的长石墨纤维编织成体积分数40％的宽为2mm、长为30mm的带状预制体，放入1200℃熔融的cu-3wt％cr合金中，熔渗20分钟，将石墨纤维预制体拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；将复合材料进行表面打磨、抛光，制备得到的高导热长石墨纤维/cu导热带，石墨纤维的体积含量为40％，铜合金的体积含量为60％，导热带的密度为6.1g/cm3，石墨纤维长度方向的热导率为600w/mk。
[0033]
本发明实施例中制备的导热带热导率高，密度低，且柔韧性好，适用于散热量大但空间狭小的部位，可将热量快速导出。

技术特征：
1.一种高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：由高导热长石墨纤维和铜合金复合构成，所述的高导热长石墨纤维编织成预制体，所述的铜合金充填在预制体内。2.根据权利要求1所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：所述高导热长石墨纤维的体积含量为20％-60％，铜合金的体积含量为40％-80％。3.根据权利要求2所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：采用熔渗方式将铜合金充填在高导热长石墨纤维编织的预制体中。4.根据权利要求3所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：所述高导热长石墨纤维的直径为10-20μm。5.根据权利要求4所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：所述高导热长石墨纤维的热导率在600-1000w/mk。6.根据权利要求5所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：所述的高导热长石墨纤维编织成的预制体为带、布或三维形状。7.根据权利要求1所述的高导热长石墨纤维/cu导热带，其特征在于：所述铜合金为cu-cr合金、cu-ti合金或cu-b合金。8.根据权利要求1-7中任一项所述的高导热长石墨纤维/cu导热带的制备方法，包括如下步骤：(1)将高导热长石墨纤维编织成预制体；(2)真空熔炼铜合金；(3)将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中，浸渗完全；(4)待熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/cu复合材料；(5)将所述复合材料带表面打磨、抛光，得到高导热长石墨纤维/cu导热带。9.根据权利要求8所述的高导热长石墨纤维/cu导热带的制备方法，其特征在于：所述熔融铜合金的温度为1100-1300℃，所述浸渗的时间为10-50min。
技术总结
本发明涉及一种高导热长石墨纤维/Cu导热带及其制备方法，属于热管理材料技术领域。该导热带由高导热长石墨纤维和铜合金复合构成，高导热长石墨纤维编织成预制体，铜合金充填在预制体内。将高导热长石墨纤维编织成预制体；真空熔炼铜合金；将编织好的长石墨纤维预制体置于真空环境下熔融的铜合金中，浸渗完全；待熔渗完全后将石墨纤维拉离金属液面，冷却后得到长石墨纤维/Cu复合材料；将所述复合材料带表面打磨、抛光，得到高导热长石墨纤维/Cu导热带。本发明制备导热带热导率高，密度低，且柔韧性好，适于航空航天部件散热量大但空间狭小的部位，可将热量快速导出。可将热量快速导出。可将热量快速导出。


技术研发人员：张习敏 郭宏 黄树晖 解浩峰 黄国杰 彭丽军 李增德 杨振 张文婧 李卿
受保护的技术使用者：有研工程技术研究院有限公司
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2021/7/15