淺談中間相瀝青基碳纖維的應(yīng)用前景

? ? ?MPCF以易石墨化材料中間相瀝青為前驅(qū)體，經(jīng)紡絲、氧化、碳化、石墨化等一系列工藝加工而成。由碳元素組成的片層大分子沿纖維軸取向排列，纖維呈高度石墨化狀態(tài)，在宏觀上表現(xiàn)出高模量、高導(dǎo)熱、導(dǎo)電性、電磁屏蔽性、阻尼性、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)異性能，模量可達(dá)900GPa以上，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)1200w/m﹒k以上。

? ??MPCF作為增強(qiáng)材料，賦予復(fù)合材料較高的力學(xué)性能，制件在高溫、高壓等苛刻條件下不易產(chǎn)生脆裂、破損、變形等問題;

? ??MPCF導(dǎo)熱系數(shù)大于1200W/m﹒K，加工而成的碳/碳復(fù)合材料優(yōu)勢導(dǎo)熱方向?qū)嵯禂?shù)大于700W/m﹒K;

? ? MPCF熱膨脹系數(shù)低，通過合理的設(shè)計可使復(fù)合材料總體膨脹系數(shù)接近0;

? ? MPCF灰分值接近于0，避免了雜質(zhì)元素對工藝過程的干擾，可生產(chǎn)高純度、大尺寸硅晶體;

? ? 產(chǎn)品形態(tài)多樣化，可滿足不同工藝及應(yīng)用場景需求。

? ??MPCF可賦予塑料優(yōu)異的導(dǎo)熱/導(dǎo)電/電磁屏蔽等性能，在許多領(lǐng)域替代金屬材料。30%比重的中間相瀝青基碳纖維短切或磨碎纖維填充尼龍66復(fù)合材料可實現(xiàn)拉伸強(qiáng)度大于200MPa，彎曲模量大于20GPa，導(dǎo)熱系數(shù)大于10W/m﹒K，體積電阻率小于100Ω﹒cm的綜合性能水平。

? ??MPCF磨碎纖維與硅橡膠基體復(fù)合，纖維在流場、電場、磁場等方式作用下在硅橡膠中實現(xiàn)取向排列后，制成的導(dǎo)熱墊片在厚度方向?qū)嵯禂?shù)高達(dá)60W/m﹒K以上，是目前解決5G芯片界面散熱問題的優(yōu)選方案。國內(nèi)多家散熱材料知名企業(yè)，已經(jīng)開始采用MPCF作為新一代散熱技術(shù)方案，將導(dǎo)熱填料陣列化，從而實現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)質(zhì)的提升。

? ? 金屬基復(fù)合材料是以金屬為基體，無機(jī)非金屬的纖維、晶須、顆粒或納米顆粒等為增強(qiáng)體，經(jīng)復(fù)合而成的新材料，一般可分為鋁基、鎂基、鈦基、銅基和鐵基復(fù)合材料等。MPCF金屬基復(fù)合材料可解決常規(guī)材料難以應(yīng)對的高功率設(shè)備、高熱流聚集部位的散熱問題。

表現(xiàn)為：

? ??優(yōu)勢方向?qū)嵯禂?shù)達(dá)到700W/m﹒K以上;

? ? ?MPCF熱膨脹系數(shù)低，與金屬基體結(jié)合，整體熱膨脹系數(shù)可設(shè)計性強(qiáng);

? ? ?保留原金屬材料制件的工藝性及與設(shè)備整體的匹配性。

? ? 鋰離子電池因具備高能量密度、高功率密度和長使用壽命的特點，存在熱失控問題，為提高電池運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，電池包外殼需要具備導(dǎo)熱且阻燃的特點。采用中間相瀝青基碳纖維復(fù)合材料方案制造電池包外殼，可實現(xiàn)殼體大幅度減重、導(dǎo)熱性能明顯提升、阻燃作用明顯的預(yù)期效果。

? ? 三菱、特瑞堡等多家企業(yè)已采用中間相瀝青基碳纖維作為導(dǎo)熱及增強(qiáng)材料，研制出能在高于1000℃的火焰環(huán)境下耐受時長超5min的導(dǎo)熱阻燃復(fù)合材料。并在電動汽車電池盒上獲得應(yīng)用。

? ? ?中間相瀝青基碳纖維集合了輕量化、高模量、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、導(dǎo)電性、電磁屏蔽性、熱膨脹系數(shù)低、工藝可設(shè)計性強(qiáng)等諸多特點，將成為多領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，提高復(fù)合材料核心競爭力。

?