[發(fā)明專利]一種用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕復(fù)合釬料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111257869.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113977133A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜君莉;耿進(jìn)鋒;夏大偉;崔大田;黃俊蘭;李秀朋;張武能;謝偉;馬云瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/14;H01R4/62;B23K103/10;B23K103/12
• 代理公司: 鄭州知己知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41132
• 代理人: 向長麗

本發(fā)明公開了一種用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕復(fù)合釬料及其制備方法，所述復(fù)合釬料包括以下重量百分含量的原料：10％?22％Al、0.3％?0.6％Ag、0.4％?1％Cu、0.05％?0.2％稀土元素、0.01％?0.12％石墨烯，其余為Zn。所述釬料的制備方法主要通過將石墨烯先粉碎成粉末，再與金屬粉末混合均勻，最后通過真空熱壓燒結(jié)法混合均勻的金屬原材料與石墨烯粉末的混合物進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)結(jié)束后冷卻至室溫，即得耐腐蝕的復(fù)合釬料。本發(fā)明所得的耐腐蝕復(fù)合釬料中加入適量的石墨烯，增加了共晶組織比例和細(xì)化了釬料的晶粒，從而提高了釬料的潤濕鋪展性和抗拉強度，石墨烯與釬料中的金屬之間通過真空熱壓燒結(jié)，形成“層壓結(jié)構(gòu)”，阻隔了水、氧氣等腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，從而提高了復(fù)合釬料的耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于釬料材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕復(fù)合釬料及其制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯是由碳原子以sp²雜化連接的單原子層構(gòu)成的，其基本結(jié)構(gòu)單元為有機材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán)，其理論厚度僅為0.35nm，是目前所發(fā)現(xiàn)的最薄的二維材料。納米級厚度的石墨烯擁有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如石墨烯的強度是已測試材料中最高的，達(dá)130GPa，是鋼的100多倍；其載流子遷移率達(dá)1.5×10⁴cm²·V^-1·s^-1，是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的2倍，超過商用硅片遷移率的10倍，在特定條件下(如低溫驟冷等)，其遷移率甚至可高達(dá)2.5×10⁵cm²·V^-1·s^-1；石墨烯的熱導(dǎo)率可達(dá)5×10³W·m^-1·K^-1，是金剛石的3倍；石墨烯還具有超強的耐腐蝕性能、室溫量子霍爾效應(yīng)及室溫鐵磁性等特殊性質(zhì)，能夠廣泛應(yīng)用于納米材料、能源、生物醫(yī)學(xué)、電學(xué)等領(lǐng)域。

在電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中有很多銅與鋁連接的情況，這就要用到銅鋁過渡線夾。該類線夾是在電力行業(yè)中應(yīng)用廣泛的典型的銅鋁連接器件。銅鋁過渡線夾多用于母線引下線與電氣設(shè)備，如變壓器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)、穿墻套管等的出線端子連接。使用銅鋁過渡線夾，可以避免很多電導(dǎo)問題和電化學(xué)腐蝕等問題，是實現(xiàn)以鋁代銅、節(jié)約銅材，從而降低輸變電設(shè)備成本的有效手段。

銅鋁過渡線夾一般通過釬焊的焊接方式將銅材和鋁材進(jìn)行連接，來實現(xiàn)有效可靠的銅鋁過渡。但是釬焊所獲得的銅鋁過渡線夾在長期運行中會受到工況環(huán)境的因素影響，形成腐蝕損傷或應(yīng)力損傷，從而造成線夾老化斷裂，對設(shè)備及電網(wǎng)的安全運行造成極大隱患。因此，解決銅鋁過渡線夾釬焊接頭的腐蝕性能差和強度低問題是提升銅鋁過渡線夾穩(wěn)定運行能力的關(guān)鍵。Zn-Al基釬料是釬焊工藝中應(yīng)用較為成熟的釬料，由于Zn元素和Al元素的腐蝕電位都比較小，在環(huán)境中易發(fā)生腐蝕。在釬焊過程中，Zn-Al基釬料與銅基板或鋁基板易發(fā)生反應(yīng)，形成CuAl₂脆性相，影響銅鋁過渡線夾的機械性能。為了增強Zn-Al基釬料的耐腐蝕性能，從而提高銅鋁過渡線夾的機械性能，目前，常用的方法是調(diào)節(jié)Zn-Al基釬料中Zn元素與Al元素的質(zhì)量比例的方式來提升Zn-Al基釬料的耐腐蝕性能，但是這種方式需要大量的實驗才能篩選出合適得數(shù)據(jù)比例，工作量大，操作繁瑣，而且實驗隨機性比較大，產(chǎn)生的人為誤差也會比較大，從而造成實驗數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性的幾率就會很大。因此，研究一種新型的用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕Zn-Al基釬料是目前急需接續(xù)解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕復(fù)合釬料及其制備方法。該復(fù)合釬料潤濕性能好、抗拉強度高，而且耐腐蝕性能強。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于銅鋁過渡線夾的耐腐蝕復(fù)合釬料，所述復(fù)合釬料包括以下重量百分含量的原料：10％-22％Al、0.3％-0.6％Ag、0.4％-1％Cu、0.05％-0.2％稀土元素、0.01％-0.12％石墨烯，其余為Zn。