一种单卷芯石墨卷材的制备方法与流程

本发明涉及石墨卷材技术领域，具体地说是一种单卷芯石墨卷材以水平方式放置烧结的制备方法。

背景技术：

目前，各类型的电子终端，如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等，这些设备的功能越来越强大，运算速度越来越快，越来越轻薄，从而使得散热成为一个难以回避的问题，由于产品整体上来越来轻薄，因此其产生的热量或者发热点也越来越集中。

人工石墨膜导热材料，因其特有的低密度和高导热系数成为现代电子类产品解决散热导热技术的首先材料。但是，由于受到生产工艺的影响，人工石墨膜主要以片状形式生产，这给后期的模切加工带来了不便，特别是材料的实际利用率无法提高。片状的人工石墨膜在模切前需要将石墨膜一片接一片的贴于底模上形成卷状结构。卷状的石墨膜通过模切机切割成成品。

传统的石墨卷材的烧结方式，通常是先将pi原料进行分卷，形成卷状的pi卷材。然后将pi卷材以竖向（垂直）方式放入烧结炉中进行烧结。该石墨卷材的底部与烧结炉内部烧结空间底板直接接触，从而使得pi卷材的底面与烧结炉内部底板之间形成一定的摩擦力。在升温烧结过程中，随着温度的上长虹，pi卷材受热产生收缩现象，由外向内进行收缩。由于pi卷材底面与烧结炉的底板之间具有一定的摩擦力，而该pi卷材的上端没有与烧结炉接触不会产生摩擦力，即该pi卷材上部和下部的受力并不均匀，从而使得该pi卷材的上部收缩幅度更大、而下部收缩幅度较小，造成收缩不均的情况，导致烧结后的石墨卷材在水平方向上收缩不均匀，容易造成厚度不均匀的问题，生产的石墨卷材的良品率难以得到良好的保证，也进一步增加了产生成本。

如附图1所示，为传统的竖向放置pi卷材进行烧结的过程示意图，将pi卷材2竖向放置在烧结炉1中，烧结后的石墨卷材3呈现现上窄下宽的结构状态，整个卷材受力不均匀，导致收缩不一致。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种单卷芯石墨卷材的制备方法，提高了烧结产量，保证产品在烧结过程中受力均匀，收缩一致，提高石墨卷材的质量，确保其厚度一致。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种单卷芯石墨卷材的制备方法，包括以下步骤：

将pi薄膜按照预设尺寸进行分切收卷形成pi卷材，形成的pi卷材的中心为空心结构；

在该卷材的空心中插入卷芯，卷芯的两端伸出pi卷材外部；

将卷芯的两端悬挂在烧结炉中，使得pi卷材悬空放置在烧结炉中不与该烧结炉的烧结空间表面接触；

加热升温进行烧结，烧结完成后冷却取出，得到石墨卷材。

所述pi卷材呈水平状态悬空放置在烧结炉中。

所述一次烧结过程中至少放置一个pi卷材，当在烧结炉中放置两个或者两个以上的pi卷材时，所有pi卷材均以水平状态进行放置，并且相邻两个pi卷材之间具有间隔间隙。

所述卷芯与卷材紧密接触。

当一次进行两个或者两个以上的pi卷材烧结时，各个pi卷材水平并排放置和/或上下排列分布。

所述相邻两个pi卷材之间的间隔距离相等或者不同。

所述烧结中分别进行碳化处理和石墨化处理，碳化处理时温度加热至1200～1500℃，加热时间为6-12小时；石墨化处理时温度加热至2800-3000℃，加热时间为5-12小时。

本发明通过将pi卷材以水平方式悬空放置在烧结炉中进行烧结处理，使pi卷材不与烧结炉接触，保证pi卷材各个位置都受力均匀，在烧结过程中收缩均匀一致，得到的石墨卷材厚度均匀一致，提高烧结质量，以及提高了烧结炉的单炉体的产量，降低生产成本。

附图说明

附图1为现有技术的石墨卷材的制备示意图；

附图2为本发明的制备示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如附图2所示，本发明揭示了一种单卷芯石墨卷材的制备方法，包括以下步骤：

s1，将pi薄膜按照预设尺寸进行分切收卷形成pi卷材2，形成的pi卷材2的中心为空心结构。

s2，在该卷材的空心中插入卷芯3，卷芯3的两端伸出pi卷材外部。该卷芯伸出的长度可以根据实际需要进行选择设定，以便安装为宜。卷芯3紧密地插状在pi卷材2的空心处，保证卷芯3与pi卷材2充分紧实紧密的接触。

s3，将卷芯3的两端悬挂在烧结炉1中，使得pi卷材2悬空放置在烧结炉1中不与该烧结炉的烧结空间表面接触。该pi卷材以水平状态进行悬空放置，确保pi卷材不会接触到烧结炉的烧结空间表面。在放置pi卷材时，可在烧结炉中设置相应的卡位，然后将卷芯卡装在该卡位上即可。或者是其他方式，只要能够保证将卷芯水平放置即可。

s4，加热升温进行烧结，烧结完成后冷却取出，得到石墨卷材4。由于pi卷材是水平放置在烧结炉中，并且该pi卷材没有接触到外物，因此，pi卷材上的任意部分的受力都是均衡的，整体受力均匀一致。在加热烧结过程中，由于整体受力均匀，从而该pi卷材由外至内的收缩也是均匀一致的。在烧结完成后，该pi卷材整体均匀收缩，得到厚度均匀一致的石墨卷材，提升加工质量。

另外，一次烧结过程中至少放置一个pi卷材，当在烧结炉中放置两个或者两个以上的pi卷材时，所有pi卷材均以水平状态进行放置，并且相邻两个pi卷材之间具有间隔间隙。由于各个pi卷材之间没有接触，因此彼此之间不会互相影响。提高烧结炉的利用率。

当一次进行两个或者两个以上的pi卷材烧结时，各个pi卷材水平并排放置和/或上下排列分布。各个卷材优选以规则的方式排布。

所述相邻两个pi卷材之间的间隔距离相等或者不同。

此外，对于加热升温烧结，其中的加热温度等参数采用本领域技术人员所熟知的常规技术手段即可。比如，烧结中分别进行碳化处理和石墨化处理，碳化处理时温度加热至1200～1500℃，加热时间为6-12小时；石墨化处理时温度加热至2800-3000℃，加热时间为5-12小时。以上可以直接线性从初始温度加热到设定的温度，也可以以分段形式的加热方式进行加热。比如，在碳化处理过程中，先从初始温度以每分钟10℃的方式升高到480℃，然后再以每分钟8℃的方式加热到830℃，接着以每分钟5℃的方式升温到1300℃。

同样，石墨化处理过程中，也可以直接从初始温度均衡的加热到设定温度，也可以采用分段加热的方式进行升温处理。先以每分钟4℃的方式升温到1500℃，然后以每分钟7℃的方式加热到2300℃，接着以每分钟8℃的方式升温到2900℃。另外，在每一个温度段，还可以保持一定的时间。

本发明主要是采取以水平放置pi卷材的方式进行烧结，在烧结过程中保证该pi卷材水平放置，同时保证该pi卷材不会接触到烧结炉的烧结空间表面，即不会接触到外物，从而确保其整体的均匀受力，保证收到的均匀性和一致，从而得到厚度均匀一致的石墨卷材，同时提高了烧结炉的利用率。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。