一种双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，具体地说是一种双卷芯石墨卷材的制备方法。

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双卷芯石墨卷材的制备方法，通过在卷材中插入两根卷芯，并且利用倒v形活动导槽来对卷材进行烧结，使得卷材在烧结过程中受力均匀，收缩均匀一致，得到厚度均匀一致、表面更加平整、品质更好的石墨卷材。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种双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卷材的中心形成空腔；

在pi卷材的空腔中活动插入左卷芯和右卷芯共两根卷芯，该两根卷芯分别装配在pi卷材的空腔的两侧；

在烧结炉中设置活动导槽，该活动导槽由左导槽和右导槽装接形成倒v形结构，将pi卷材放入烧结炉中，该pi卷材的左卷芯活动插装在左导槽中，右卷芯活动插装在右导槽中，该左卷芯和右卷芯位于同一水平线上，使得pi卷材水平悬空放置，卷材不与烧结炉的烧结空间表面接触；

进行加热升温烧结处理，烧结完成后，得到石墨卷材。

所述烧结过程中，pi卷材受热收缩，左卷芯和右卷芯受到pi卷材的收缩力而沿着活动导槽同时向上移动。

所述活动导槽中的左导槽和右导槽之间形成的夹角的角度为45-170度。

所述pi卷材中的左卷芯和右卷芯的尺寸和重量相同。

所述pi卷材中的左卷芯和右卷芯之间具有间隔间隙

所述活动导槽中的左导槽和右导槽的下端均设有限位挡壁。

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。

本发明通过在卷材中插入两根卷芯，并且利用倒v形活动导槽来对pi卷材进行烧结，两根卷芯在活动导槽中受到外力时可活动，同时两根卷芯也因自身重力对卷形成下拉力，使得pi卷材在烧结过程中受力均匀，保持紧绷，收缩均匀一致，得到厚度均匀一致、表面更加平整、品质更好的石墨卷材。

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为本发明中制备状态示意图。

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，本发明揭示了一种双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的中心形成空腔。

s2,在pi卷材2的空腔中活动插入左卷芯41和右卷芯42共两根卷芯，该两根卷芯分别装配在pi卷材的空腔的两侧。该左卷芯和右卷芯的尺寸和重量相同，保证pi卷材在左卷芯和右卷芯上的受力一致。并且左卷芯和右卷芯之间具有间隔间隙，使得左卷芯和右卷芯能够相对接近移动。

s3,在烧结炉1中设置活动导槽3，该活动导槽3由左导槽31和右导槽32装接形成倒v形结构，将pi卷材放入烧结炉中，该pi卷材的左卷芯41活动插装在左导槽31中，右卷芯42活动插装在右导槽32中，该左卷芯和右卷芯位于同一水平线上，使得pi卷材水平悬空放置，pi卷材不与烧结炉的烧结空间表面接触。左卷芯在左导槽中，右卷芯在右导槽中，两根卷芯受到自身重力会有一个向下移动的力，从两侧拉紧着pi卷材，使得pi卷材更加紧绷。并且pi卷材整体水平放置，受力均匀，保证在烧结过程中收缩均匀一致。

s4，进行加热升温烧结处理，烧结完成后，得到石墨卷材。

烧结过程中，pi卷材受热收缩，左卷芯和右卷芯受到pi卷材的收缩力而沿着活动导槽同时向上移动。随着pi卷材的持续受热收缩，使得pi卷材的空腔不断变小，从而左卷芯沿着左导槽向上移动，右卷芯也同步地沿着右导槽向上移动，该左卷芯和右卷芯保持同步移动，始终保持在同一水平线上，确保pi卷材始终位于水平线上。左卷芯和右卷芯上移的过程中，由于其自身重力，始终保持有一个向拉的力，从而在整个烧结过程中，使得pi卷材从始至终都受到紧绷的拉力，使得表面平整。

所述活动导槽中的左导槽和右导槽之间形成的夹角的角度为45-170度。比如，可设置为120度、145度或者其他度数。

所述pi卷材中的所述活动导槽中的左导槽和右导槽的下端均设有限位挡壁，利用该限位挡壁，确保左卷芯和右卷芯的下行限位及便于安装。该左导槽和右导槽可为一体成型直接形成活动导槽。活动导槽的表面进行光滑处理，确保卷芯能够顺畅的、不受阻力的移动。

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。

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。

本发明中，通过在烧结炉中设置一个供卷芯移动的倒v形活动导槽，具有左导槽和右导槽，在pi卷材中插入左卷芯和右卷芯，将pi卷材放置在烧结炉中时，将左卷芯放置在左导槽中，右卷芯放置在右导槽中，由于两个卷芯的尺寸和重量等各项参数均相同，因此，两根卷芯保持在同一水平线上，从而使得pi卷材也水平悬空放置在烧结炉中。在烧结过程中，随着pi卷材的不断受热升温，产生收缩力，由外部向内部进行收缩，随着pi卷材的收缩，左卷芯和右卷芯受到相同的向内的收缩力而同步沿着活动导槽向上移动，同时左卷芯和右卷芯因其自身重力也会产生向下的拉力，从而保持对pi卷材的拉伸力，使pi卷材在收缩的过程中保持紧绷状态，从而使得烧结后的石墨卷材，表面更加平整，同时整体由于受力一致，确保厚度均匀一致，提升了产品品质。

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。