【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于其具备高热导率和高抗压强度，同时兼具通孔结构与高孔隙率，且泡沫炭整体上下无明显分层。属于新型热控炭材料制备。
技术介绍
1、中间相沥青基泡沫炭具备独特的三维网状结构和低密度、高导热、耐腐蚀、热膨胀系数低等诸多优点，十分适合作为相变储能器材的热传导骨架材料，并在航空航天、激光及高端民用等领域的热管理系统中发挥重要作用。随着微电子技术和军工技术等高科技领域的发展，各类电子设备的集成度越来越高，航空航天领域迫切需要一种轻质高导热材料以节省飞行过程中所需的能源，泡沫炭的比热导率比铜基和铝基泡沫分别高出4倍和3倍，采用石墨泡沫作为散热器基材可以提升电子设备的散热性能，同时大幅度降低载荷，在航空航天领域有着十分广泛的应用前景。
2、目前中间相沥青基泡沫炭存在以下几个问题：(1)中间相沥青基泡沫炭多以高温高压反应釜作为发泡设备，采用自发泡法制备。虽然制备工艺较为简单，但对设备的温控系统具有较高要求，加热过程中发泡釜内的加热不均会导致泡沫炭出现上下分层问题；(2)由于泡孔结构的形成完全依靠沥青内轻组分热解出的挥发分进行成核、长大与融并，因此对前驱体中间相沥青内族组分的均一性具有较高要求；(3)泡沫炭经石墨化处理后其炭骨架会因高温下的热膨胀系数失配而出现微裂纹，因此目前的高导热泡沫炭力学性能普遍较差，其抗压强度多为1-2.5mpa之间，从而限制了高导热泡沫炭的适用范围。为了解决上述问题，对前驱体中间相沥青进行热处理改性从而增强其热稳定性，进而削弱发泡时釜内上下温差的影响，
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，该方法使泡沫炭的导热性能和抗压性能有较大提升，同时保留了内部的通孔结构与高孔隙率。
2、本专利技术所提供的制备高性能中间相沥青基泡沫炭的方法，主要包括以下步骤：
3、步骤(1)将中间相沥青粉碎后装入高温高压反应釜中进行高温改性处理，获得改性沥青；
4、步骤(2)将改性沥青粉碎后装入石墨模具中，然后将模具置入发泡釜内进行发泡，获得泡沫炭初料。之后对其进行炭化、石墨化处理后得到高性能中间相沥青基泡沫炭。
5、上述方法步骤(1)中所述的高温改性处理，主要是将中间相沥青粉末在氮气保护下进行液相炭化处理，其温度介于300-400℃，保温时间为1h。
6、上述方法步骤(2)中所述发泡工艺为：在发泡釜内冲入5mpa氮气作为发泡压力，然后以平均2.5℃/min的升温速率升温至500℃，保温时间为2h。待发泡结束后以1.5-3mpa/min速率释放釜内压力并冷却至室温。
7、上述方法步骤(2)中所述炭化工艺为：将所获泡沫炭生料置于坩埚中并填入焦粉以隔绝空气，将坩埚其放入马弗炉中升温至1000℃并保温60min，具体升温速率为：以5℃/min升温至400℃，然后以0.5℃/min升温至700℃，最后以2℃/min升温至1000℃。保温结束，待马弗炉冷却至室温后取料以得到炭化泡沫炭。
8、上述方法步骤(2)中所述石墨化工艺为：将所获炭化泡沫炭生料置于石漠化炉中，在氩气保护下升温至2800℃并保温60min，具体升温速率为：以15℃/min升温至1200℃，然后以12℃/min升温至2400℃，最后以8℃/min升温至2800℃。保温结束，待石墨化炉冷却至室温后取料以得到高性能泡沫炭。
9、所述的高性能中间相沥青基泡沫炭具备较高的导热性能和抗压强度，同时兼具通孔结构与高孔隙率。
10、高性能中间相沥青基泡沫炭的体密度为0.47-0.62g/cm3，抗压强度为2.4-8.7mpa，热导率介于68-142w/mk之间。
11、本专利技术具有以下优点：
12、(1)没有加入额外的第二相增强剂，类似于专利cn104591131a的方法虽然也能增强泡沫炭的导热与力学性能且加入的改性剂同属炭材料，但仍无法避免第二相颗粒在发泡过程中熔融中间相沥青的相分离问题，进而导致泡沫炭的上下两端严重分层；
13、(2)通过对前驱体中间相沥青进行热处理从而集中了其内部组分的均一性，使发泡过程中的熔融中间相沥青可以看做以重质组分为主的均一体系，避免了发泡过程中的相分离问题，因此制备出的泡沫炭整体孔结构均匀，没有出现明显的上下分层；
14、(3)本专利技术制备的高性能中间相沥青基泡沫炭比原料泡沫炭其热导率可提升208％，抗压性能提升400％，且内部依然保留大部分通孔结构，泡沫炭整体孔隙率下降不超过5％。
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1.一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，采用下述方法进行制备：
2.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的热处理工艺为：将反应釜密闭后，控制升温台使反应釜以2-2.5℃/min的升温速率升温至处理温度，热处理温度介于300-400℃之间，反应时间1-1.5h，搅拌速度320-350r/min，全程以自升压进行。
3.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述炭化工艺为：所获得的泡沫炭初料置于坩埚中，填入焦粉以隔绝空气，然后放入马弗炉中进行炭化处理，具体炭化升温控制为：以4-5℃/min升温至380-400℃，然后以0.4-0.5℃/min升温至680-700℃，最后以2-2.5℃/min升温至1000-1050℃并保温1-1.5h。
4.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的石墨化工艺为：将炭化泡沫炭置于石墨化炉中，在氩气保护下升温至2700-2800℃并保温1-1.5h，具体升温
5.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，高性能中间相沥青基泡沫炭其具备高热导率和高抗压强度，同时兼具通孔结构与高孔隙率，且泡沫炭整体上下无明显分层。
6.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，高性能中间相沥青基泡沫炭的热导率为68-142W/mK，抗压强度为2.4-8.7MPa，体密度为0.47-0.62g/cm3，孔隙率为79-84％。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，采用下述方法进行制备：
2.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的热处理工艺为：将反应釜密闭后，控制升温台使反应釜以2-2.5℃/min的升温速率升温至处理温度，热处理温度介于300-400℃之间，反应时间1-1.5h，搅拌速度320-350r/min，全程以自升压进行。
3.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥青基泡沫炭的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述炭化工艺为：所获得的泡沫炭初料置于坩埚中，填入焦粉以隔绝空气，然后放入马弗炉中进行炭化处理，具体炭化升温控制为：以4-5℃/min升温至380-400℃，然后以0.4-0.5℃/min升温至680-700℃，最后以2-2.5℃/min升温至1000-1050℃并保温1-1.5h。
4.按照权利要求1所述的一种高性能中间相沥...
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