[發明專利]一種電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 202110396730.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113151708B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 賈濤;洪旺;周若楠;習向智;楊粉麗;李蔓
• 申請（專利權）人: 深圳市黑金工業制造有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C21/00;H01B1/02;H01B13/00
• 代理公司: 北京廣技專利代理事務所(特殊普通合伙) 11842
• 代理人: 張國香

本發明公開了一種電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法，屬于新材料技術領域。該制備方法包括以下步驟：S11，取石墨烯和霧化鋁粉，用球磨機進行球磨，球磨時用液氮浸沒磨球；S12，取S11得到的混合粉末真空干燥；S13，取鋁材，在通入氮氣和二氧化碳混合氣體下，熔融；S14，取S12得到的干燥混合粉末，加入S13得到的熔融鋁中，混合；S15，繼續通入氮氣和二氧化碳混合氣體；S16，制備得到鋁合金鑄錠。本發明的電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法，通過石墨烯和霧化鋁粉的球磨，得到適宜與熔融鋁進行混合的混合粉末；石墨烯與熔融鋁的混合在通入氮氣和二氧化碳混合氣體的條件下進行，可以顯著提高得到的合金復合材料的強度和導電率。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法。

背景技術

石墨烯因其力學性能、導熱性能以及熱膨脹性能，在制備金屬復合材料中被廣泛引用。

鋁合金是常見的電纜材料。在制備石墨烯鋁合金復合材料中，石墨烯與熔融的鋁金屬的混合過程是關鍵步驟，影響得到的復合材料的強度和導電率等重要性能參數。

發明內容

本發明的研究人員在研究中發現，在電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法時，石墨烯與熔融的鋁金屬的混合過程中，混合過程的石墨烯材料的顆粒狀態等參數和混合的條件顯著影響得到的復合材料的強度和導電率。本發明即是基于此發現。

本發明在于公開一種電纜用高導電石墨烯復合鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

S11，取石墨烯和霧化鋁粉，用球磨機進行球磨，球磨時用液氮浸沒磨球；

S12，取S11得到的混合粉末真空干燥；

S13，取鋁材，在通入氮氣和二氧化碳混合氣體下，熔融；

S14，取S12得到的干燥混合粉末，加入S13得到的熔融鋁中，混合；

S15，繼續通入氮氣和二氧化碳混合氣體；

S16，制備得到鋁合金鑄錠。

在本發明的一些實施方式中，S11中，所述石墨烯和霧化鋁粉的重量比例為(1-3)：(97-99)。

在本發明的一些實施方式中，S14中，干燥混合粉末與熔融鋁的重量比例為(90-110)：(90-110)。

在本發明的一些實施方式中，S11中，所述用球磨機進行球磨時，磨球與物料的重量比為(10-15):1，球磨機轉速30-50rpm，球磨8-15h。

在本發明的一些實施方式中，S12中，所述真空干燥的溫度為80-90℃，時間為1-2h。

在本發明的一些實施方式中，S13中，所述混合氣體中，氮氣和二氧化碳的體積比為1：(1-5)，所述混合氣體的流量為(35-45)m ³/h。

在本發明的一些優選的實施方式中，S13中，所述混合氣體中，氮氣和二氧化碳的體積比為1：(2-4)，所述混合氣體的流量為(35-45)m ³/h。

在本發明的一些更進一步優選的實施方式中，S13中，所述混合氣體中，氮氣和二氧化碳的體積比為1：3，所述混合氣體的流量為40m ³/h。

在本發明的一些實施方式中，S15中，繼續通氣20-40min。

在本發明的一些實施方式中，氮氣和二氧化碳混合氣體通過設于底部的蛇形管向熔融鋁中釋放。從蛇形管的均勻分布的排氣口中釋放出來的混合氣體，可以制造出氣氛環境，還可以鼓泡時帶動附近的鋁金屬液體流動，加入石墨烯后，利于石墨烯與熔融鋁的混合。