[發(fā)明專利]一種用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810119906.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN108299705A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高攀亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏中科天際防雷研究院有限公司
• 主分類號(hào): C08L21/00
• 分類號(hào): C08L21/00;C08L33/26;C08L27/18;C08K13/04;C08K7/00;C08K3/04;C08K5/00;C08K3/34;C08K3/36
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本發(fā)明公開了一種用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料及其制備方法，包括以下重量份的原料：石墨42?58份、導(dǎo)電橡膠15?22份、氟化鈣2.4?5份、硬脂酸銨3?6份、氯化鐵5?8份、白云母12?16份、納米二氧化硅6?10份、硫酸鈉2.6?5.5份、聚丙烯酰胺10?15份、聚四氟乙烯8?12份、偶聯(lián)劑1.6?3.4份和菖蒲4?8份。本發(fā)明原料來(lái)源廣泛，通過(guò)各種原料之間的相互作用，制備成品的相容性好，材料分散均勻程度高，具有良好的防雷效果，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷電防護(hù)領(lǐng)域，具體是一種用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料。

背景技術(shù)

雷電是一種普通的自然現(xiàn)象，是高密度正、負(fù)電荷集中在邊界上的放電現(xiàn)象，它具有高電壓、大電流、電流上升率高等特點(diǎn)，雷擊時(shí)電壓可高達(dá)2MV，峰值電流可達(dá)200kA，雷電以μs級(jí)的瞬間放出數(shù)十至數(shù)百kW·h的能量，可產(chǎn)生30000℃的高溫和10個(gè)以上大氣壓力。自然界每年都有幾百萬(wàn)次閃電，雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。最新統(tǒng)計(jì)資料表明，雷電造成的損失已經(jīng)上升到自然災(zāi)害的第三位。全球每年因雷擊造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。雷電災(zāi)害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業(yè)。

半導(dǎo)體是人類當(dāng)代工業(yè)發(fā)展中不可或缺的材料，通常意義上講，半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測(cè)溫上有著廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來(lái)分，再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨(dú)列為一類。按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無(wú)機(jī)化合物半導(dǎo)體、有機(jī)化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體，人們?cè)诎雽?dǎo)體材料中摻雜金屬粒子來(lái)防雷，最常見的是防雷電纜。

但是現(xiàn)有的防雷電纜摻雜的一些金屬粒度不均勻，半導(dǎo)體材料表面總是存在局部電子電流和離子電流不相等，造成半導(dǎo)體材料表面形成電荷累積，防雷效率不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料，包括以下重量份的原料：石墨42-58份、導(dǎo)電橡膠15-22份、氟化鈣2.4-5份、硬脂酸銨3-6份、氯化鐵5-8份、白云母12-16份、納米二氧化硅6-10份、硫酸鈉2.6-5.5份、聚丙烯酰胺10-15份、聚四氟乙烯8-12份、偶聯(lián)劑1.6-3.4份和菖蒲4-8份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：石墨采用三層石墨、多層石墨和氧化石墨中的一種或者兩種以上以任意比混合的混合物，偶聯(lián)劑采用鈦酸酯偶聯(lián)劑或者硅烷偶聯(lián)劑中的一種。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：硫酸鈉的粒度為0.65-2.38mm，氟化鈣的粒度為1.34-3.52mm。

所述用于雷電防護(hù)的半導(dǎo)體材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，將菖蒲與其重量8-15倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-85%的乙醇溶液放在反應(yīng)釜中并且加入催化劑，在158-185攝氏度下反應(yīng)20-30分鐘，將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻并且加入無(wú)水乙醇進(jìn)行萃取，液相靜置分層為有機(jī)相和乙醇水溶液相，對(duì)有機(jī)相進(jìn)行減壓蒸餾，即可得到菖蒲提取液；

步驟二，將石墨和白云母球磨至50-80目，得到石墨粉和白云母粉，將石墨粉、白云母粉、菖蒲提取液、硬脂酸銨、氯化鐵和水混合攪拌，然后在260-330W的超聲波下進(jìn)行分散，得到第一分散液；

步驟三，將納米二氧化硅、硫酸鈉和聚丙烯酰胺加入溫度為65-76攝氏度的甘油中，再向其中加入氟化鈣并且超聲波分散25-40分鐘，得到第二分散液；