柔性石墨导热性的研究

论文摘要

本课题介绍了柔性石墨在密封材料、环保吸附材料、电池材料、阻燃材料等材料领域上的应用和发展。并针对目前导热石墨材料多为人工炭石墨材料的研究现状,对天然石墨材料——柔性石墨材料的导热性进行了一定的研究。在实验过程中,主要对以天然鳞片石墨为原料制备柔性石墨导热材料的影响因素进行了较系统的研究,探讨了插层剂种类、插入量(膨胀倍数)、原料碳含量以及材料成品密度等因素对柔性石墨导热率的影响,考察了影响柔性石墨导热率因素并得出了制备具有较高导热率的柔性石墨材料的条件,结果表明：原料的碳含量对柔性石墨的导热率影响较大,不同的插层剂种类以及插层剂种类相同时柔性石墨不同的膨胀倍数对柔性石墨的导热率具有较大影响,而柔性石墨材料的密度对柔性石墨的导热率几乎没有影响。进一步的研究发现,只加常规插层剂与加入金属氯化物作为辅助插层剂比较,在膨胀倍数相同的条件下,加入金属氯化物作为辅助插层剂有利于提高柔性石墨材料的导热性。在研究的FeCl3、AlCl3、CuCl2三种辅助插层剂中,辅助插层剂AlCl3的加入效果最好。本文考察了碳含量分别为97%、98%、99%、99.9%的原料制备的柔性石墨材料的导热率差别,结果表明：在其他条件相同时,碳含量越高制备的柔性石墨材料导热率越高,碳含量为99.9%的原料制备的柔性石墨材料导热率最高。综合插层剂和碳含量的影响因素,采用碳含量99.9%的原料,并以AlCl3为插层剂的实验条件下能够达到最高导热率,此实验条件下制备的柔性石墨材料最高导热率为9.12W/(m·K)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 石墨
• 1.2.1 石墨的性质
• 1.2.2 石墨应用
• 1.3 膨胀石墨
• 1.4 柔性石墨的应用发展
• 1.4.1 密封材料
• 1.4.2 环保吸附材料
• 1.4.3 电池、导电材料
• 1.4.4 阻燃材料
• 1.5 高导热石墨材料的研究进展
• 1.5.1 掺杂石墨复合材料
• 1.5.2 炭/炭复合导热材料
• 1.5.3 高定向石墨材料
• 1.6 本课题研究的内容及意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 课题意义
• 第二章 实验准备和导热率测定方法
• 2.1 主要实验仪器
• 2.2 实验原料及试剂
• 2.3 研究方法、技术路线
• 2.4 柔性石墨导热率的测定计算
• 第三章 柔性石墨导热率的影响因素研究
• 3.1 插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+H₂O₂插层剂对导热率的影响'>3.1.1 H₂SO₄+H₂O₂插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+HNO₃+H₂O₂插层剂对导热率的影响'>3.1.2 H₂SO₄+HNO₃+H₂O₂插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+KMnO₄插层剂对导热率的影响'>3.1.3 H₂SO₄+KMnO₄插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+KMnO₄+FeCl₃插层剂对导热率的影响'>3.1.4 H₂SO₄+KMnO₄+FeCl₃插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+KMnO₄+AlCl₃插层剂对导热率的影响'>3.1.5 H₂SO₄+KMnO₄+AlCl₃插层剂对导热率的影响
• 2SO₄+KMnO₄+CuCl₂插层剂对导热率的影响'>3.1.6 H₂SO₄+KMnO₄+CuCl₂插层剂对导热率的影响
• 3.2 原料碳含量对导热率的影响
• 3.3 材料密度对导热率的影响
• 3.4 最佳实验条件下制备的柔性石墨材料导热率
• 3.5 本章小结
• 第四章 机理分析
• 4.1 XRD分析
• 4.2 SEM分析
• 4.3 膨胀机理
• 4.4 导热机理
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读学位期间发表的论文及参加的项目