[發(fā)明專利]一種石墨烯銅鋁復合排的制備方法

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107887054A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 李明宏
• 申請（專利權(quán)）人: 漢舟四川銅鋁復合科技有限公司
• 主分類號: H01B5/02
• 分類號: H01B5/02;H01B13/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 劉宏銀

技術領域

本發(fā)明涉及于輸變電設備領域，尤其是一種石墨烯銅鋁復合排的制備方法。

背景技術

銅鋁復合排俗稱銅包鋁線，其出現(xiàn)的意義主要是為了降低銅材的消耗。我國屬于貧銅富鋁的國家，銅礦資源70%依靠進口，因此國家863計劃里大力倡導廠家研發(fā)新型銅鋁復合材料，以此來降低我國對于銅材的消耗，達到“以鋁節(jié)銅”的戰(zhàn)略目的。此外，由于銅材相比鋁材要昂貴許多，所以銅包鋁排的另一個顯著作用就是為企業(yè)降低材料成本。電氣性能相同的銅包鋁排，其價格只有傳統(tǒng)純銅排的50%左右。在保證質(zhì)量的前提下，可以為企業(yè)產(chǎn)生不俗的效益，所以說銅包鋁排的出現(xiàn)符合國家的戰(zhàn)略需求，符合社會節(jié)能降耗的理念，也符合各企業(yè)降低成本的訴求。

但是由于鋁的導電性能低于銅，常規(guī)的銅鋁復合排在相同規(guī)格作用下其導電性能是低于銅排的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題提出了一種石墨烯銅鋁復合排的制備方法，能夠有效提升銅鋁復合排的導電性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用技術方案為，一種石墨烯銅鋁復合排，包括鋁層與包裹鋁層的銅層，鋁層與銅層之間設置有石墨烯包裹層，鋁層內(nèi)設置有多條銅線，銅線由石墨烯涂層包裹，其制備方法包括以下步驟：

a.選取銅線與銅管去除表面污濁與毛刺，采用石墨烯薄膜包裹銅線；

b.將銅管一端封閉后，在銅管內(nèi)壁上覆上石墨烯薄膜，將包裹有石墨烯薄膜的銅線固定于銅管內(nèi)；

c.在惰性氣體保護下，將鋁液加入銅管中，冷卻后，切除銅管封閉端。

進一步，所述的銅線互不相交。

進一步，按重量份計，原料中銅占比重為5～20 %。

步驟c得到的產(chǎn)品可進行拉伸以便得到更細的復合排線。

石墨烯具有完美的二維晶體結(jié)構(gòu)，它的晶格是由六個碳原子圍成的六邊形，厚度為一個原子層。碳原子之間由σ鍵連接，結(jié)合方式為sp2雜化，這些σ鍵賦予了石墨烯極其優(yōu)異的力學性質(zhì)和結(jié)構(gòu)剛性。石墨烯的硬度比最好的鋼鐵強100倍，甚至還要超過鉆石。在石墨烯中，每個碳原子都有一個未成鍵的p電子，這些p電子可以在晶體中自由移動，且運動速度高達光速的1/300，賦予了石墨烯良好的導電性，常溫下其電子遷移率超過15000cm²/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10^-6Ω·cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。

本發(fā)明所述的方法簡單、易于操作，產(chǎn)品在銅鋁復合排中加入石墨烯能夠大大提升其導電性能，可以有效降低銅的使用量，且在相同規(guī)格下，保證優(yōu)越的導電性，可以滿足更多的需求，同時在鋁層中加入銅線，可以使電子遷移更加均勻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的銅鋁復合排截面圖

1為銅線，2為石墨烯涂層，3為鋁層，4為石墨烯包裹層，5為銅層。

具體實施方式

為進一步闡述本發(fā)明所達到的預定目的與技術手段及功效，以下結(jié)合圖1與實施例對本發(fā)明的具體實施方案進行詳細說明。

實施例1:一種石墨烯銅鋁復合排，包括鋁層與包裹鋁層的銅層，鋁層與銅層之間設置有石墨烯包裹層，鋁層內(nèi)設置有多條銅線，銅線由石墨烯涂層包裹，其制備方法包括以下步驟：

a.選取銅線與銅管去除表面污濁與毛刺，采用石墨烯薄膜包裹銅線；

b.將銅管一端封閉后，在銅管內(nèi)壁上覆上石墨烯薄膜，將包裹有石墨烯薄膜的銅線固定于銅管內(nèi)；

c.在惰性氣體保護下，將鋁液加入銅管中，冷卻后，切除銅管封閉端后進行拉伸。

所述的銅線互不相交。

所述的銅層與銅線占石墨烯銅鋁復合排比重的14 %。

實施例2：一種石墨烯銅鋁復合排的制備方法，其特征在于，其制備方法包括以下步驟：

a.選取銅線與銅管去除表面污濁與毛刺，采用石墨烯薄膜包裹銅線；

b.將銅管一端封閉后，在銅管內(nèi)壁上覆上石墨烯薄膜，將包裹有石墨烯薄膜的銅線固定于銅管內(nèi)；

c.在惰性氣體保護下，將鋁液加入銅管中，冷卻后，切除銅管封閉端后進行拉伸。

所述的銅層與銅線占石墨烯銅鋁復合排比重的20 %。

實施例3：一種石墨烯銅鋁復合排的制備方法，其特征在于，其制備方法包括以下步驟：

a.選取銅線與銅管去除表面污濁與毛刺，采用石墨烯薄膜包裹銅線；

b.將銅管一端封閉后，在銅管內(nèi)壁上覆上石墨烯薄膜，將包裹有石墨烯薄膜的銅線固定于銅管內(nèi)；

c.在惰性氣體保護下，將鋁液加入銅管中，冷卻后，切除銅管封閉端。

所述的銅層與銅線占石墨烯銅鋁復合排比重的8%。

如上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故任凡未脫離本方案技術內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例做出任何簡單的更改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍。