本发明涉及储热炭材料,具体涉及一种低取向度储热炭材料及其制备方法。
背景技术:
1、现有储热炭材料一般由粘接剂(例如沥青)和填料(例如天然石墨)经过模压成型后烧结而成。以天然石墨为例,由于天然石墨自身是取向结构,经历单向压制之后,天然石墨取向范围增大,得到的块体材料往往具有较强的各向异性,导致制备的储热炭材料的垂直热导率与面向热导率数值一般相差较大,二者比值往往小于0.2。较大的各向异性不利于储热炭材料在储放热过程中的温度传递和温度均匀性。
2、因此,亟待提供一种取向度低的储热炭材料及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的储热炭材料取向度高的问题,提供一种低取向度的储热炭材料及其制备方法,该方法制备的储热炭材料具有垂直热导率与面向热导率差异小的优点。
2、为了实现上述目的,本发明的第一方面提供了一种低取向度储热炭材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
3、(1)将粘结剂和石墨进行混合,得到预混料;
4、(2)将所述预混料进行非定向模压,得到压制样品;其中,所述非定向模压包括:先在2-10mpa的压制压力下进行第一次压制,得到压制中间品,之后翻转所述压制中间品,进行重复压制;其中,每翻转一次所述压制中间品,压制压力增加1-5mpa,直至压制压力到达50-200mpa;
5、(3)将所述压制样品进行烧结,得到低取向度储热炭材料。
6、本发明第二方面提供了一种由本发明第一方面所述方法制备得到的低取向度储热炭材料。
7、通过上述技术方案,本发明所取得的有益技术效果如下:
8、1)本发明所提供的低取向度储热炭材料的制备方法,制备得到的储热炭材料具有垂直热导率与面向热导率差异小的优点,在储放热过程的温度传递平稳,温度均匀性好;
9、2)本发明所提供的低取向度储热炭材料的制备方法,操作简单,适合工业化推广;
10、3)本发明所提供的低取向度储热碳材料的导热性好且密度小,应用前景良好。
1.一种低取向度储热炭材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述粘结剂为沥青;所述沥青的软化点为≥130℃,优选为135-200℃;c/h摩尔比为1.2-1.8,优选为1.3-1.7;残碳率≥55wt%,优选≥60wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述石墨选自天然鳞片石墨;所述天然鳞片石墨的碳含量≥90wt%,优选≥95wt%;目数≥50,优选为80-150目。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述粘结剂和石墨的质量比为1:1-9,优选为1:1.5-7,进一步优选为1:2-6。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述压制中间品为立体矩形样品,所述翻转包括对立体矩形样品中任意共顶点的三个面轮流进行压制。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,第一次压制的压制温度为140-260℃,优选为150-230℃;第一次压制的时间为5-30min,优选为5-10min;
7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述烧结的条件包括:烧结温度为900-1600℃,优选为1200-1400℃;烧结时间为0.5-3h,优选为0.5-1h。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述烧结的条件包括:烧结温度为2500-3200℃,优选为2800-3000℃;烧结时间为0.5-1.5h,优选为0.5-1h。
9.一种由权利要求1-8中任意一项所述制备方法制备得到的低取向度储热炭材料。
10.根据权利要求9所述的低取向度储热炭材料,其中,所述低取向度储热炭材料垂直热导率/水平热导率比值为0.2-1,优选为0.6-0.8。