[發明專利]一種金屬復合線材及其制備方法

有效

• 申請號: 201711124131.0
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN109785996B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王鈺;段春陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: H01B3/00
• 分類號: H01B3/00;H01B13/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種線纜，其特征在于，所述線纜的導體通過至少2根金屬復合線材的單絲絞合而成；

所述金屬復合線材包括金屬線材基底以及直接包覆在所述金屬線材基底外表面的石墨烯膜層，所述金屬線材基底中存在的金屬包括鐵、錳、鎳、鈷中的至少兩種組成的合金；

所述金屬復合線材上石墨烯膜層的碳氧比大于20、G峰與2D峰的平均高度比大于1.5，所述石墨烯膜層的厚度為1nm～500nm；

所述金屬復合線材的制備方法為：

以金屬線材基底為襯底，利用包覆二維原子晶體的基材的連續化生產線作為連續化學氣相沉積裝置，通入碳源，在所述金屬線材基底上化學氣相沉積石墨烯膜層，得到所述的金屬復合線材；

所述包覆二維原子晶體的基材的連續化生產線包括依次連接的設有第一卷輥的放卷室、磁控濺射室、電感耦合-化學氣相沉積室、冷卻室以及設有第二卷輥的收卷室；

通過第一卷輥和第二卷輥的轉動，所述金屬線材基底在磁控濺射室、電感耦合-化學氣相沉積室和冷卻室之間傳送；

所述化學氣相沉積包括如下步驟：

步驟(1)，將金屬線材基底卷于第一卷輥上，所述金屬線材基底的自由端卷于第二卷輥上，利用機械泵抽出電感耦合-化學氣相沉積室內的空氣，保持內部壓強≤500Pa，并用惰性氣體反復沖洗；

步驟(2)，在電感耦合-化學氣相沉積室內通入惰性氣體和還原性氣體，控制升溫速度1～10℃/min，對金屬線材基底進行升溫處理；

步驟(3)，恒定溫度，在電感耦合-化學氣相沉積室內通入惰性氣體、還原性氣體和碳源氣體，控制碳源氣體流速，控制第二卷輥以恒定轉速轉動，同時進行氣相沉積反應；

步驟(4)，關閉碳源氣體，持續通入惰性氣體和還原性氣體，將電感耦合-化學氣相沉積室內部降溫冷卻至室溫，得到金屬復合線材；

步驟(2)和步驟(3)中，所述惰性氣體的流速為100～500sccm，還原性氣體的流速為1～50sccm；

步驟(3)中所述恒定溫度為900～1000℃。

2.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底的長度≥1m。

3.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底的長度≥2m。

4.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底的長度≥5m。

5.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底的直徑為1μm～300mm。

6.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底的直徑為5μm～100mm。

7.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述金屬線材基底包括金屬基線材、或表面包覆有金屬層的非金屬線材中的任意1種。

8.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述石墨烯膜層的厚度為30nm～300nm。

9.根據權利要求1所述的線纜，其特征在于，所述石墨烯膜層均勻連續分布在金屬線材基底表面。