一种AFG材料生产用制备装置及其制备工艺的制作方法

本发明属于散热导热材料制备，具体涉及一种afg材料生产用制备装置及其制备工艺。

背景技术：

1、众所周知，石墨材料具有高的散热和导热的特性，但是在实际应用中，由于石墨材料呈片层结构，从而存在纵向导热差的问题。

2、afg材料是一种电导性好、高强度、超大存储热量并传导热量的石墨复合材料，可广泛应用于电子产品、锂离子电池电机材料、太阳能电池电极材料、电子信息等领域，并具有广阔的应用前景。

3、但是在实际制备过程中存在以下问题，金属原子难以在石墨各层间种植，如何在石墨复合材料的内部各层之间有效种植金属原子，通过电子导热解决石墨层间导热的弊端，得到一种afg复合材料，是目前叩待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种afg材料生产用制备装置及其制备工艺，通过先制得多孔的聚酰亚胺薄膜，然后高温碳化制得多孔的pi石墨膜，利于氧化铁溶液流入pi石墨膜多孔孔洞中，在加热情况下与pi石墨膜内部各层进行还原反应，在内部各层间生成金属铁原子，得到一种有效种植金属原子的afg复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种afg材料生产用制备装置，包括操作台，所述操作台通过多个支撑腿进行支撑，所述操作台顶面为平整的平台结构，所述操作台顶面四角通过立柱支撑有顶板；所述顶板底面固定有第一伺服滑台导轨，所述第一伺服滑台导轨导轨上装有第一滑台，所述第一滑台通过连接件装有电热辊和位于所述电热辊前侧的溶液喷管，所述溶液喷管底部设有一排喷头；所述顶板顶部装有溶液箱，所述溶液箱通过软管与所述溶液喷管连通；所述操作台顶面设有平行的第二伺服滑台导轨，所述第二伺服滑台导轨上均装有第二滑台，所述第二滑台上固定有支撑架，所述支撑架顶端固定有与所述第二伺服滑台导轨垂直的导轨，所述导轨上装有激光切割头。

3、一种基于上述任一项所述afg材料生产用制备装置的制备工艺，包括如下步骤：

4、s1、制得聚酰胺酸溶液，在玻璃基板上成型，加入微颗粒，在氮气保护下，通过高温脱水，制得表面附带微颗粒的聚酰亚胺薄膜；

5、s2、将薄膜放入与微颗粒反应的刻蚀液中，将微颗粒溶解，清洗后得到多孔聚酰亚胺薄膜；

6、s3、在高温炉中高温碳化，通入氮气保护下，高温1000℃维持30分钟，得到多孔pi碳膜；

7、s4、将氮气换成氩气保护超高温碳化，超高温2800℃维持30分钟，得到多孔pi石墨膜；

8、s5、将多孔pi石墨膜进行切割，得到设定尺寸pi石墨膜；

9、s6、在pet基底膜上摊平设定尺寸pi石墨膜，得到复合膜；

10、s7、通过喷头均匀喷洒氧化铁溶液在pi石墨膜表面，电热辊加热后辊压，驱动喷头以及电热辊从复合膜一端向另一端移动，期间电热辊使下方的pet基底膜上表面温度升高，接触面热熔后与pi石墨膜粘合，同时氧化铁溶液大多流入pi石墨膜多孔孔洞中，在加热情况下与pi石墨膜内部各层进行还原反应，生成金属铁原子，制得石墨层间存在导电铁原子的多孔pi石墨膜材料，即afg复合膜材料；

11、s8、通过激光切割机构对afg复合膜材料多余pet基底膜部分进行裁剪，制得所需尺寸afg复合膜材料。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、通过先制得多孔的聚酰亚胺薄膜，然后高温碳化制得多孔的pi石墨膜，利于氧化铁溶液流入pi石墨膜多孔孔洞中，在加热情况下与pi石墨膜内部各层进行还原反应，在内部各层间生成金属铁原子，得到一种有效种植金属原子的afg复合材料。

14、2、通过本申请的制备装置，可完成pet基底膜、pi石墨膜的贴合放置、复合膜的展平、与溶液的还原反应以及成品的切割，精度高，效率高。

15、3、电热辊的设置，可完成复合材料展平、还原反应加热、复合材料接触面融合等多种功能。

16、4、通过pet基底膜与pi石墨膜的复合，可在满足散热导热特性的同时，对上部的pi石墨膜进行防刮防护。

17、5、pi石墨膜是不易展平的，pet基底膜是易于展平并对pi石墨膜有吸附能力，作为基底利于pi石墨膜展平。

技术特征：

1.一种afg材料生产用制备装置，其特征在于，包括操作台(1)，所述操作台(1)通过多个支撑腿(2)进行支撑，所述操作台(1)顶面为平整的平台结构，所述操作台(1)顶面四角通过立柱(3)支撑有顶板(4)；所述顶板(4)底面固定有第一伺服滑台导轨(5)，所述第一伺服滑台导轨(5)导轨上装有第一滑台(6)，所述第一滑台(6)通过连接件(7)装有电热辊(8)和位于所述电热辊(8)前侧的溶液喷管(9)，所述溶液喷管(9)底部设有一排喷头(10)；所述顶板(4)顶部装有溶液箱(11)，所述溶液箱(11)通过软管(12)与所述溶液喷管(9)连通；所述操作台(1)顶面设有平行的第二伺服滑台导轨(13)，所述第二伺服滑台导轨(13)上均装有第二滑台(14)，所述第二滑台(14)上固定有支撑架(15)，所述支撑架(15)顶端固定有与所述第二伺服滑台导轨(13)垂直的导轨(16)，所述导轨(16)上装有激光切割头(17)。

2.一种基于权利要求1所述afg材料生产用制备装置的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种AFG材料生产用制备装置及其制备工艺，包括操作台，操作台顶面四角通过立柱支撑有顶板；顶板底面固定有第一伺服滑台导轨，第一伺服滑台导轨上装有第一滑台，第一滑台通过连接件装有电热辊和溶液喷管，溶液喷管底部设有一排喷头；操作台顶面设有第二伺服滑台导轨，第二伺服滑台导轨上均装有第二滑台，第二滑台上固定有支撑架，支撑架顶端固定有导轨，导轨上装有激光切割头；通过先制得多孔的聚酰亚胺薄膜，然后高温碳化制得多孔的PI石墨膜，利于氧化铁溶液流入PI石墨膜多孔孔洞中，在加热情况下与PI石墨膜内部各层进行还原反应，在内部各层间生成金属铁原子，得到一种有效种植金属原子的AFG复合材料。

技术研发人员：杨云胜,郭颢,束国法,蒋伟良,陈玲,陶勇
受保护的技术使用者：安徽碳华新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4