[發明專利]一種金屬滲碳導電材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410461112.7
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104240794B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 肖忠淵
• 申請（專利權）人: 榮成炭谷有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及新材料研發領域，特別是涉及一種金屬滲碳導電材料及其制備方法。

背景技術

尋找優質的導電材料是電力與材料科學家一直追求和探索的目標，電刷是電動機、發電機、諸多系列帶轉子和電器不可缺少的輸電主要部件之一,電動機是依靠電刷輸送電能供給馬達轉子轉動做功，諸多系列發電機同樣需要依靠電刷將發電機轉子通過不同方式轉動后所做的功產生電能。電器的接觸點、尤其自動開關均離不開接觸材料的支持，傳統工業采用的輸電刷均系石墨材料制成，輸電接觸點采用的是白金材料。在電刷制造工藝中因需要電刷電阻小就加大了石墨件的接觸面積或加大石墨化程度，從而使石墨因石墨化程度的提高致使強度下降，在應用過程中就會經常出現斷裂、不耐磨、壽命短現象。這種輸電刷的主要弱點是密度小，強度低、耐磨性能差、電阻大、使用壽命短。白金材料緊俏，價格昂貴，資源緊缺，遠遠不能滿足迅猛發展的工業需求。為了解決強度與導電性能間的矛盾，只能綜合平衡性能將石墨化程度減少以此保證輸電刷的強度。因石墨化程度降低導致轉子與電刷接觸不良，開關接觸點因金屬白金產生弧光、降低輸電電流、將會產生轉子被燒壞等而中斷做功。因此經常造成大量設備無端損壞、降低生產效率，浪費資源。

在現代工業中使用的系列高速電動機及發電機，對輸電刷各項技術指標提出了更高要求。傳統工業技術中所存在的主要矛盾還未徹底解決，又提出了新的技術挑戰。如何創設一種材料易得、工藝簡單、產品強度高、電阻小、經久耐磨、自身潤滑性能好、不磨損電器和電器轉子、在電流或大電流瞬間接觸通過時不產生大量電弧光，物美價廉的金屬滲碳導電材料，成為材料業界急需解決的目標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種金屬滲碳導電材料及其制備方法，使其強度高、電阻小、經久耐磨、接通時不易產生電弧光，成本低。

為了解決上述問題，本發明提供一種金屬滲碳導電材料，包括25-35重量份的碳纖維，40-50重量份的石墨材料、12-18重量份的樹脂或焦油及8-12重量份的金屬。

進一步的，所述的金屬滲碳導電材料包括30重量份的碳纖維，45重量份的石墨材料、15重量份的樹脂或焦油及10重量份的金屬。

進一步的，所述的金屬為銅、白銀或鉑金。

本發明還提供上述的金屬滲碳導電材料的制備方法，包括以下步驟：將碳纖維、石墨材料和樹脂或焦油按比例合成后的具有形狀的材料進行定性、焙燒，焙燒后進行2000度高溫石墨化165-175小時，將石墨化后的材料在20-30公斤負壓下進行滲透金屬致密處理。

進一步的，重復焙燒、石墨化及滲透金屬致密過程1-2次。

所述的金屬致密處理在真空條件下進行，把石墨化后的材料及準備好的金屬放入真空容器中，將真空容器室內抽至負壓20-30公斤，把石墨化后的材料及準備好的金屬放入坩堝容器中，把容器溫度升到1700度左右，經過高溫融化的金屬材料將在負壓的作用下自動注入到復合材料的空隙中。

所述的碳纖維短切1.5厘米之內后采用樹脂粘合劑粘合成所需的產品形狀。

所述的碳纖維為長碳纖維，采用三維編制法與石墨材料及樹脂粘合劑合成所需產品形狀。

所述的碳纖維為長碳纖維，采用普通織布方法與選用的樹脂粘合劑粘合成一體。

本發明的金屬滲碳導電材料性能優越，可用于制造電器接觸點、高低速輸電碳刷等需導電的產品，且產品強度高、經久耐磨、自身潤滑性能好、導電優良、電流通過時不會產生電弧光，材料電阻小于等于0.000018歐姆，使用壽命是傳統產品的數十倍，是一種高級金屬滲碳導電材料。

采用以上精確工藝技術制造程序、完美科學的材料配伍的高新技術電器接觸點材料和電刷可應對、滿足任何電器接觸點、電動機、發電機、依靠電刷輸電的電器設備的需要，可以取代現有的白金金屬觸點材料和輸電用的石墨碳刷材料，成本低，有效地提高了生產力，減少了電器設備由于觸點接觸原因、電流通過時所產生的弧光損壞器具，充分有效的優化了現有資源，對節能環保將作出巨大貢獻。據初步估算，僅此一項每年可節約開支數百億元、減少資源浪費數千萬噸，同時對優化勞動力資源配置，提高勞動效率，促進工業現代化將起良好作用。

材料的制備方法工藝簡單、操作方便，采用現有設備即可完成工藝加工，有利于推廣。

附圖說明

上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明的碳纖維復合的金屬滲碳導電材料立體示意簡圖。