[發明專利]一種金屬基石墨烯復合線材的加工設備及工藝

有效

• 申請號: 201810790831.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109003742B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李雷;劉光林;封存利;陳玉奇;朱利媛
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

1.一種金屬基石墨烯復合線材的加工設備，其特征在于，包括：置于超聲振動器(2)上方或內部的石墨烯分散液預處理容器(1)，依次連接的放線裝置(4)、惰性氣體保護在線退火裝置(5)、金屬線材表面預處理裝置(6)、軸線以下浸漬于儲液槽(7)內的涂覆滾筒(8)、拉圓毛氈(9)、惰性氣體保護烘干和冷卻裝置(10)和收線裝置(11)，還包括與所述石墨烯分散液預處理容器(1)和所述儲液槽(7)分別連接的定量泵(3)；其中，

所述涂覆滾筒(8)外表面均勻分布有周向凹槽，且金屬線材可繞該周向凹槽轉動；

所述惰性氣體保護在線退火裝置(5)內惰性氣體可沿正向或逆向流動，其包括若干根經電阻或電磁感應加熱的耐高溫不銹鋼管或陶瓷管；

所述拉圓毛氈(9)由可調彈簧固定連接且由經石墨烯分散液潤濕的兩塊羊毛氈或多孔軟毛氈組成；

所述金屬線材表面預處理裝置(6)包括依次連通且槽內均設有所述超聲振動器(2)和加熱裝置的堿洗槽、第一水洗槽、酸洗槽和第二水洗槽。

2.如權利要求1所述金屬基石墨烯復合線材的加工設備，其特征在于，所述放線裝置(4)包括放線輪和調速電機。

3.如權利要求1所述金屬基石墨烯復合線材的加工設備，其特征在于，所述金屬線材包括金屬圓線、金屬扁線或異型截面線材。

4.如權利要求1所述金屬基石墨烯復合線材的加工設備，其特征在于，所述惰性氣體保護烘干和冷卻裝置(10)由若干根耐高溫不銹鋼管或陶瓷管組成，依次分為預熱區、高溫烘干區、低溫烘干區和冷卻區，所述高溫烘干區管外壁采用電阻或電磁感應加熱，惰性氣體由所述冷卻區進入、所述預熱區流出。

5.如權利要求1所述金屬基石墨烯復合線材的加工設備，其特征在于，所述涂覆滾筒(8)包括同軸線排布且外表面都均勻分布有周向凹槽的涂覆滾筒Ⅰ(12)和涂覆滾筒Ⅱ(13)，且所述涂覆滾筒Ⅰ(12)和所述涂覆滾筒Ⅱ(13)底部均設有溢流導管(14)。

6.通過權利要求1-5任一項所述加工設備加工金屬基石墨烯復合線材的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

先將石墨烯分散液超聲振動處理至少1h，且保持生產過程中持續在線超聲振動處理；金屬線材經所述放線裝置(4)以放線速度為150-300m/min放線，依次經所述惰性氣體保護在線退火裝置(5)軟化退火、所述金屬線材表面預處理裝置(6)除油和除氧化物后，再依次穿過所述涂覆滾筒(8)、拉圓毛氈(9)和退火和冷卻裝置(10)后固定于所述收線裝置(11)，振動處理后的石墨烯分散液經所述定量泵(3)輸送至所述儲液槽(7)內，使所述涂覆滾筒(8)軸線以下浸漬于石墨烯分散液中，上述金屬線材在電機帶動下繞所述涂覆滾筒(8)周向凹槽轉動同時，所述儲液槽(7)內石墨烯分散液涂覆于其表面，再經所述拉圓毛氈(9)拉圓使石墨烯分散液涂覆均勻；重復上述涂覆和拉圓的處理工序至少一次，至所述金屬線材表面涂覆的石墨烯層厚度為0.01-0.05μm，然后經所述退火和冷卻裝置(10)烘干，冷卻，收線，得金屬基石墨烯復合線材。

7.如權利要求6所述加工金屬基石墨烯復合線材的工藝，其特征在于，所得金屬基石墨烯復合線材通過拉拔模進行減徑拉拔。