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公开(公告)号：CN116876109B
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202311049335.8
申请日：2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种石墨烯复合纤维及其制备方法。所述石墨烯复合纤维制备方法的步骤包括：将氧化石墨烯、小分子碳源和海藻酸钠分散于水中，制备纺丝前驱体溶液；然后通过湿法纺丝得到凝胶纤维，采用的凝固浴为氯化钙乙醇水溶液；将干燥后的凝胶纤维先进行还原处理，再于惰性气氛中进行高温处理。本发明通过对石墨烯纤维的成分设计和分子级结构设计，通过湿法纺丝，获得了米级尺度的石墨烯/小分子碳源复合纤维。本发明创新性地在纤维内部石墨烯片层中引入生物质小分子碳源，获得了跨尺度融合的石墨烯片层‑小分子碳源复合结构，增强了纤维内部石墨烯片层间的相互作用，提高了纤维性能，降低了石墨烯纤维制备工艺难度，改善其可连续纺丝性。
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公开(公告)号：CN110699566B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN201910577397.3
申请日：2019-06-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了CaMn7O12增强低膨胀高热导铜基复合材料及其制备方法，属于铜基复合材料的技术领域。本发明的目的是为了解决金属材料、陶瓷材料无法同时满足低热膨胀系数、高热导、高电导和良好加工性能的问题。本发明中铜基复合材料由金属基体和增强体制成，所述金属基体为纯铜粉或铜合金粉；增强体为CaMn7O12陶瓷粉体，或由铜、氧化铜、银、氧化镍或氧化锆等界面涂层包覆CaMn7O12陶瓷粉体；本发明方法：对金属基体和增强体进行球磨混粉，然后冷压后烧结。本发明在低陶瓷体积分数条件下具备低热膨胀系数、高热导性、高电导的性能。
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公开(公告)号：CN119843390A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510082047.5
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种分子级掺杂的糖基多功能碳纤维及其制备方法，属于碳纤维制备技术领域。本发明通过以水溶性糖类、凝胶单体及纺丝助剂为主要原料，使用既能够帮助纤维凝固，又能够掺入功能化分子的离子凝胶助剂配制凝固浴，经湿法纺丝和烘干原位制备包含多功能分子的碳纤维原丝，再经过预碳化和碳化处理实现分子级掺杂多功能碳纤维的高效合成。多功能分子的引入显著提升了碳纤维的综合性能，包括耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高电导、高热导和高比表面积。因其高电导、高比表面积及抗氧化性能，在原位引入高赝电容物质的支持下，为柔性纤维状超级电容器的广泛应用提供了强大的材料基础。这种技术突破将有助于实现高效、耐用的储能解决方案。
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公开(公告)号：CN119797921A
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202510014960.1
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C04B35/524 , C04B35/622 , C04B35/626
Abstract: 本发明公开了一种超高强碳材料及其制备方法，属于碳材料技术领域，该制备方法包括以下步骤：将增强颗粒、丙烯酰胺、水溶性糖类、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺、引发剂和催化剂加入去离子水中混合均匀，然后依次进行干燥、热处理、粉碎和球磨处理，得到复合粉末；将所述复合粉末依次进行成型、碳化处理，得到所述超高强碳材料。本发明通过采用创新的两步法制备工艺，显著简化了石墨块体碳材料的生产过程，有效克服了现有技术中存在的工艺复杂、生产周期长、原料成本高及微观结构难以控制等问题。利用糖‑聚丙烯酰胺水凝胶技术与增强颗粒相结合的策略，大幅提高了碳收率，减少了碳化过程中因气体释放造成的碳损失，从而优化了材料的微观结构，提升了其力学性能，包括抗压和抗弯强度等关键指标。
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公开(公告)号：CN119843392A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510082262.5
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色低成本糖基多功能碳纤维及其制备方法，属于碳纤维制备技术领域。本发明以水溶性糖类、凝胶单体、增强相及纺丝助剂为主要原料，经湿法纺丝和烘干原位制备包含多功能相的碳纤维原丝，再经过预碳化和碳化处理实现多功能碳纤维的高效合成。本发明制备的碳纤维中引入的多功能相赋予碳纤维耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高电导、高热导和高比表面积等优异性能，使其在有望应用于航空航天、汽车工业、电子设备、能源领域、建筑工程、医疗器械和环境保护等多个领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119843391A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510082229.2
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色环保低成本糖基高强度碳纤维及其制备方法，属于碳纤维制备技术领域。本发明以可再生的水溶性糖类为碳源，利用水作为溶剂，通过湿法纺丝制备碳纤维原丝，并经过预碳化和碳化处理，实现碳纤维的高效合成。本发明提供的制备方法工艺简单，周期短，所用原料绿色、廉价，生产成本低，且不排放有毒有害物质。得到的碳纤维结构均匀致密，具备优异的力学性能，且表面具有沟槽，与其他材料复合时结合良好。
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公开(公告)号：CN119797920A
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202510014947.6
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C04B35/524 , C04B35/622 , C04B35/64 , C04B35/645 , C04B35/626
Abstract: 本发明提出了一种超高强三维网状石墨烯/非晶碳复合材料及其制备方法，属于碳材料技术领域，该制备方法包括以下步骤：采用两步法，将由丙烯酰胺、水溶性糖类、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺制得的水凝胶依次进行预处理和烧结处理，最后制备得到所述超高强度新型碳材料；其中，所述烧结处理采用放电等离子体烧结或热压烧结。通过本发明的两步法策略，不仅解决了传统方法在微观结构设计上的瓶颈，还显著缩短了制备周期、降低了生产成本，成功制备出具有高强度和优良力学性能的石墨基碳材料，为石墨材料在工业应用中的进一步发展奠定了基础。
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公开(公告)号：CN119797922A
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202510014977.7
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C04B35/524 , C04B35/622 , C04B35/626 , C04B35/64 , C04B35/645
Abstract: 本发明公开了一种基于绿色低成本生物质水溶性糖类小分子物质的致密块体碳材料的制备方法，属于碳材料技术领域，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性糖类小分子、凝胶单体、交联剂和引发剂混合，得到水凝胶，然后依次进行干燥、阶梯升温碳化、粉碎和球磨，得到碳化粉末；(2)将所述碳化粉末和烧结助剂进行球磨，然后采用热压烧结、放电等离子体烧结或热等静压进行烧结处理，得到所述致密块体碳材料。本发明通过热压烧结、放电等离子体烧结或热等静压等工艺，成功制备出高密度、高强度的致密碳材料。与传统方法相比，该方法显著降低了对石油基原料的依赖，实现了绿色环保的生产过程，并提高了碳收率和力学性能，具有广泛的工业应用前景。
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公开(公告)号：CN116815342B
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202311049253.3
申请日：2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法，属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括：(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液；(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴；(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维；(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸，创新性地引入化学牵伸方法，将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程，缩短至数十分钟乃至数分钟，减少了牵伸装置的数量和长度，大幅提升了纤维原丝成型效率，缩短原丝牵伸定型周期，提高原丝制备容错率，降低原丝制备成本。
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公开(公告)号：CN116815342A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202311049253.3
申请日：2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法，属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括：(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液；(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴；(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维；(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸，创新性地引入化学牵伸方法，将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程，缩短至数十分钟乃至数分钟，减少了牵伸装置的数量和长度，大幅提升了纤维原丝成型效率，缩短原丝牵伸定型周期，提高原丝制备容错率，降低原丝制备成本。
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