[發(fā)明專利]一種電力機車用石墨烯改性炭/炭受電弓滑板的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108585913B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵海成;劉桂武;喬冠軍;張相召;趙立軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60L5/20
• 分類號: B60L5/20;C04B35/83;C04B35/622
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本發(fā)明屬于交通運輸車輛配件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電力機車用石墨烯改性炭/炭受電弓滑板的制備方法。本發(fā)明利用石墨烯具有高強度、高導(dǎo)電性以及高導(dǎo)熱性能的特點，采用石墨烯對炭/炭復(fù)合材料進行功能化改性，將石墨烯通過有機溶劑與樹脂混合稀釋后，加壓浸入多孔的經(jīng)過化學(xué)氣相沉積處理后的炭/炭復(fù)合材料坯體內(nèi)，然后采用固化、炭化和石墨化工藝制得的石墨烯改性炭/炭復(fù)合材料受電弓滑板，其彎曲強度≥270MPa，剪切強度≥120MPa，沖擊韌性≥2.7J/cm²，電阻率≤11.5μΩ.m，磨損率≤11.0mm/10000km，具有力學(xué)性能優(yōu)異，機械強度高、抗沖擊韌性好、電阻率低、自潤滑性能好以及抗摩擦磨損能力強的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通運輸車輛配件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力機車用石墨烯改性炭/炭受電弓滑板的制備方法。

背景技術(shù)

受電弓滑板是電力機車從供電接觸網(wǎng)獲取電能的關(guān)鍵部件，安裝在受電弓的最上部，直接與接觸網(wǎng)導(dǎo)線相接觸。受電弓滑板在自然環(huán)境中工作，并且在運行中與接觸網(wǎng)導(dǎo)線不斷產(chǎn)生摩擦和沖擊。受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的關(guān)系構(gòu)成一對機械與電氣耦合的特殊摩擦副，因此對選用材料的綜合性能有嚴(yán)格的要求。

作為電力機車從接觸網(wǎng)上輸入電能的關(guān)鍵部件即受電弓滑板在制備技術(shù)的改進和性能的改善等方面仍沒有得到很好地解決,國內(nèi)使用的受電弓滑板大多依賴進口,急需開發(fā)出符合實際使用工況的、性能優(yōu)異的電接觸滑動材料。

滑板按材質(zhì)主要分為金屬基滑板和炭系滑板兩大類，金屬基滑板包括純金屬滑板和粉末冶金滑板；炭系滑板包括純炭滑板和滲金屬炭滑板。其中，純金屬滑板由于和接觸導(dǎo)線材質(zhì)相近，親和力強，對接觸導(dǎo)線磨耗十分嚴(yán)重，目前已淘汰。粉末冶金滑板分為鐵基和銅基兩種。鐵基適用于鋼鋁接觸導(dǎo)線，銅基適用于銅接觸導(dǎo)線。粉末冶金滑板機械強度高，抗沖擊性能較好，電阻率低，有一定的自潤滑性，自身耐磨性好，使用壽命較長，一般可達(dá)3.5-7萬公里，目前被廣泛采用。但是，由于粉末冶金滑板的基材仍是金屬體，與接觸導(dǎo)線材質(zhì)類似，粉末冶金滑板對接觸導(dǎo)線磨耗仍十分嚴(yán)重。純炭滑板的最大優(yōu)點是自潤滑性能優(yōu)良，對接觸導(dǎo)線磨損小。炭滑板滑動時電磁噪聲小，且耐高溫，耐弧性強，不易和接觸導(dǎo)線發(fā)生焊附現(xiàn)象。但是炭滑板機械強度低，耐沖擊性差，運行中遇到導(dǎo)線硬點易折斷和破碎，炭滑板固有電阻大，接觸溫度高，有可能引起導(dǎo)線過熱氧化，加速導(dǎo)線磨耗。浸金屬炭滑板具有純炭滑板對導(dǎo)線磨耗小和耐弧性強的特點，同時導(dǎo)電性和機械強度比純炭滑板均有所提高。但是，浸金屬炭滑板的機械強度，尤其是抗沖擊強度有待進一步提高。