1.一种碳材料成型工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将碳材料粉末、粘结剂与低熔点金属和/或低熔点金属合金混合成均质的喂料,然后将其置入注塑机进行注塑成型,制得碳材料注塑坯;
(2)对碳材料注塑坯先进行脱蜡工艺处理,脱蜡工艺处理是指将碳材料注塑坯置于炉内于150-200℃加热1-30h;
(3)将经脱蜡工艺处理后的碳材料注塑坯在温度为200℃-800℃下进行预烧脱除全部的粘结剂,得预烧坯;
(4)然后在保护气氛下继续升温至1000-2500℃对预烧坯进行烧结,然后保温1-10h得烧结制件;
在所述的步骤(1)-(4)中的任一步或多步中,添加强度为20-2000kv/m的电场,使片状碳材料卷曲部分在二维空间内舒展;
所述低熔点金属和/或低熔点金属合金的用量占所述碳材料粉末质量的0.1-100%;所述粘结剂的用量占碳材料粉末质量的2-200%;
所述步骤(3)中预烧过程分成三段预烧,其中一段温度为200-300℃,保温30-180min;
二段温度为300-500℃,保温30-180min;三段温度为500-800℃,保温30-180min;粘结剂脱除完后,再升温至900-1000℃,保温1-2h,预烧得到具有一定强度的预烧坯。
2.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述的低熔点金属包括铁、锰、钴、铜、钡中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述的低熔点金属与低熔点金属合金的熔点范围是1000-2500℃。
4.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述步骤(1)中碳材料粉末的平均粒径为0.001-20μm;所述的碳材料为石墨、石墨烯、碳黑、氧化石墨烯、碳纳米管、金刚石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述步骤(1)中粘结剂是由热塑性树脂、蜡组成,其中热塑性树脂的质量占粘结剂总质量的5-95(wt)%。
6.根据权利要求5所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述粘结剂中还包括硬脂酸;所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种;
所述的蜡为石蜡、巴西棕榈蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述步骤(3)中在预烧前通入保护气氛。
8.根据权利要求1所述的一种碳材料成型工艺,其特征在于:所述的保护气氛为氢气、氩气、甲烷、氮气或真空气体状态中的至少一种。