浅谈中间相沥青基碳纤维的应用前景

     MPCF以易石墨化材料中间相沥青为前驱体，经纺丝、氧化、碳化、石墨化等一系列工艺加工而成。由碳元素组成的片层大分子沿纤维轴取向排列，纤维呈高度石墨化状态，在宏观上表现出高模量、高导热、导电性、电磁屏蔽性、阻尼性、热膨胀系数低等优异性能，模量可达900GPa以上，导热系数可达1200w/m﹒k以上。

    MPCF作为增强材料，赋予复合材料较高的力学性能，制件在高温、高压等苛刻条件下不易产生脆裂、破损、变形等问题;

    MPCF导热系数大于1200W/m﹒K，加工而成的碳/碳复合材料优势导热方向导热系数大于700W/m﹒K;

    MPCF热膨胀系数低，通过合理的设计可使复合材料总体膨胀系数接近0;

    MPCF灰分值接近于0，避免了杂质元素对工艺过程的干扰，可生产高纯度、大尺寸硅晶体;

    产品形态多样化，可满足不同工艺及应用场景需求。

    MPCF可赋予塑料优异的导热/导电/电磁屏蔽等性能，在许多领域替代金属材料。30%比重的中间相沥青基碳纤维短切或磨碎纤维填充尼龙66复合材料可实现拉伸强度大于200MPa，弯曲模量大于20GPa，导热系数大于10W/m﹒K，体积电阻率小于100Ω﹒cm的综合性能水平。

    MPCF磨碎纤维与硅橡胶基体复合，纤维在流场、电场、磁场等方式作用下在硅橡胶中实现取向排列后，制成的导热垫片在厚度方向导热系数高达60W/m﹒K以上，是目前解决5G芯片界面散热问题的优选方案。国内多家散热材料知名企业，已经开始采用MPCF作为新一代散热技术方案，将导热填料阵列化，从而实现导热系数质的提升。

    金属基复合材料是以金属为基体，无机非金属的纤维、晶须、颗粒或纳米颗粒等为增强体，经复合而成的新材料，一般可分为铝基、镁基、钛基、铜基和铁基复合材料等。MPCF金属基复合材料可解决常规材料难以应对的高功率设备、高热流聚集部位的散热问题。

表现为：

    优势方向导热系数达到700W/m﹒K以上;

     MPCF热膨胀系数低，与金属基体结合，整体热膨胀系数可设计性强;

     保留原金属材料制件的工艺性及与设备整体的匹配性。

    锂离子电池因具备高能量密度、高功率密度和长使用寿命的特点，存在热失控问题，为提高电池运行安全性和稳定性，电池包外壳需要具备导热且阻燃的特点。采用中间相沥青基碳纤维复合材料方案制造电池包外壳，可实现壳体大幅度减重、导热性能明显提升、阻燃作用明显的预期效果。

    三菱、特瑞堡等多家企业已采用中间相沥青基碳纤维作为导热及增强材料，研制出能在高于1000℃的火焰环境下耐受时长超5min的导热阻燃复合材料。并在电动汽车电池盒上获得应用。

     中间相沥青基碳纤维集合了轻量化、高模量、高强度、高导热、导电性、电磁屏蔽性、热膨胀系数低、工艺可设计性强等诸多特点，将成为多领域的关键材料，提高复合材料核心竞争力。