[發明專利]利用石墨烯浸金屬碳材料制備地鐵用受流器滑塊的方法

在審

• 申請號: 201711068080.4
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107903063A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 閔潔
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/532
• 分類號: C04B35/532;C04B35/622;C04B41/88;B60L5/38
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙)11435
• 代理人: 申紹中

技術領域

本發明屬于新型炭材料技術領域，具體涉及一種利用石墨烯浸金屬碳材料制備地鐵用受流器滑塊的方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，軌道交通在國民經濟中起著愈來愈得要的作用。地鐵軌道供電，就是在列車行走的兩條路軌以外，再加上帶電的鐵軌。這條帶電鐵軌通常設于兩軌之間或其中一軌的外側。列車的集電裝置在帶電路軌上接觸并滑行，把電力傳到列車上。這種集電裝置在英語稱為“shoe”，中譯為“集電靴、受流靴、受流器等”。軌道供電系統的電壓較接觸網系統為小，接觸網一般能提供25000伏特或以上的交流電。

目前地鐵受流器大多使用鐵質、銅質滑塊，主要成分是銅、鐵、硅和鋅等，只是利用其較好的導電性能，但其與三軌摩擦系數較大，由于鐵、銅塊制造工藝不復雜，多由小型企業生產，內部成分變化較大，使其產品有質量不穩定，安全性、可靠性不理想，使用壽命短等缺點，為了提高受流器滑塊的安全性、可靠性、耐磨性，提高使用壽命，降低運營成本，急需要提出一利利用浸金屬碳材料制備地鐵受流器滑塊的方法。

發明內容

為適應地鐵軌道施工領域的實際發展需求，本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為提出一種利用石墨烯浸金屬碳材料制備地鐵用受流器滑塊的方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種利用石墨烯浸金屬碳材料制備地鐵用受流器滑塊的方法，包括以下步驟：

S101、選用原料并進行配比：所述原料包括骨料和粉料，所述骨料包括瀝青焦和煅后石油焦，所述粉料包括石墨烯、特種石墨粉和碳纖維，按重量百分含量計，所述原料中，煅后石油焦的重量比為60~65%，瀝青焦的重量比為15～20%、特種石墨粉的重量比為15～20%、碳纖維的重量比為5~10%、石墨烯的重量比為3~5%；所述骨料選用的煅后石油焦的粒徑質量配比為：0.33mm m≤粒徑<0.45m的質量比為5～15wt%；0.10mm≤粒徑<0.33mm 的質量比為15～25wt%；0.07mm≤粒徑<0.10mm的質量比為25～30wt%；0<粒徑<0.07mm的質量比為40～45wt%；所述骨料選用的瀝青焦的粒徑質量配比為：0.5mm＜粒徑≤2mm的質量為55~60%；粒徑≤0.5mm的質量比為40~45%；所述粉料選用的石墨烯的拉伸模量≤1.01TPa，極限強度≤116Gpa；

S102、混捏：配比完成后將原料放入混捏鍋中進行干混，干混完成后加入粘結劑進行濕混得到糊料，加入的粘結劑與原料的質量比為25:75～30：70；

S103、軋片、磨粉、螺旋擠壓成型：將糊料放置在軋片機中進行軋片，軋片晾干之后用雷蒙磨制成2mm顆粒后，通過管道送入螺旋擠壓機預熱缸內按最高180℃進行預熱處理，之后螺旋擠壓得到生坯制品；

S104、焙燒：將生坯制品在隔絕空氣的條件下，在氮氣電爐中進行熱處理，得到焙燒品；

S105、浸金屬：將焙燒品放入石墨槽中進行預熱處理后裝入密封浸漬罐中進行抽真空，當真空度為0.00Mpa時，向浸漬罐中注入高溫銅水，并進行加壓浸漬處理，得到浸金屬碳材料；

S106、機械加工和粘結組裝。

所述原料中，瀝青焦的真密度≥2.0g/cm³、灰份＜0.5%、揮發份＜0.8%；煅后石油焦的真密度≥2.13g/cm³，灰分≤0.20%，揮發份≤0.25%，硫含量≤0.40%，石墨烯的拉伸模量≤1.01TPa，極限強度≤116Gpa；特種石墨粉的體積密度≥1.75g/cm³，電阻率≤6.0μΩm，抗折強度≥28Mpa，抗壓強度≥32Mpa，氣孔率≤12%，灰分≤0.10%，熱膨脹系數≤2*10^-6/℃；碳纖維體積密度≥1.85g/cm³。

所述骨料選用的煅后石油焦的粒徑質量配比為：0.33mm m≤粒徑<0.45m的質量比為5wt%；0.10mm≤粒徑<0.33mm 的質量比為15wt%；0.07mm≤粒徑<0.10mm的質量比為30wt%；0<粒徑<0.07mm的質量比為40wt%；所述骨料選用的瀝青焦的粒徑質量配比為：0.5mm＜粒徑≤2mm的質量為57%；粒徑≤0.5mm的質量比為43%。

所述粉料中，特種石墨粉的粒徑為0.5mm~1mm，碳纖維的粒徑為0.1mm~0.5mm。