本发明涉及于输变电设备领域,尤其是一种石墨烯铜铝复合排的制备方法。
背景技术:
铜铝复合排俗称铜包铝线,其出现的意义主要是为了降低铜材的消耗。我国属于贫铜富铝的国家,铜矿资源70%依靠进口,因此国家863计划里大力倡导厂家研发新型铜铝复合材料,以此来降低我国对于铜材的消耗,达到“以铝节铜”的战略目的。此外,由于铜材相比铝材要昂贵许多,所以铜包铝排的另一个显著作用就是为企业降低材料成本。电气性能相同的铜包铝排,其价格只有传统纯铜排的50%左右。在保证质量的前提下,可以为企业产生不俗的效益,所以说铜包铝排的出现符合国家的战略需求,符合社会节能降耗的理念,也符合各企业降低成本的诉求。
但是由于铝的导电性能低于铜,常规的铜铝复合排在相同规格作用下其导电性能是低于铜排的。
技术实现要素:
本发明针对上述问题提出了一种石墨烯铜铝复合排的制备方法,能够有效提升铜铝复合排的导电性能。
为了实现上述目的,本发明所采用技术方案为,一种石墨烯铜铝复合排,包括铝层与包裹铝层的铜层,铝层与铜层之间设置有石墨烯包裹层,铝层内设置有多条铜线,铜线由石墨烯涂层包裹,其制备方法包括以下步骤:
a.选取铜线与铜管去除表面污浊与毛刺,采用石墨烯薄膜包裹铜线;
b.将铜管一端封闭后,在铜管内壁上覆上石墨烯薄膜,将包裹有石墨烯薄膜的铜线固定于铜管内;
c.在惰性气体保护下,将铝液加入铜管中,冷却后,切除铜管封闭端。
进一步,所述的铜线互不相交。
进一步,按重量份计,原料中铜占比重为5~20%。
步骤c得到的产品可进行拉伸以便得到更细的复合排线。
石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接,结合方式为sp2杂化,这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石。在石墨烯中,每个碳原子都有一个未成键的p电子,这些p电子可以在晶体中自由移动,且运动速度高达光速的1/300,赋予了石墨烯良好的导电性,常温下其电子迁移率超过15000cm2/v·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。
本发明所述的方法简单、易于操作,产品在铜铝复合排中加入石墨烯能够大大提升其导电性能,可以有效降低铜的使用量,且在相同规格下,保证优越的导电性,可以满足更多的需求,同时在铝层中加入铜线,可以使电子迁移更加均匀。
附图说明
图1为本发明所述的铜铝复合排截面图
1为铜线,2为石墨烯涂层,3为铝层,4为石墨烯包裹层,5为铜层。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所达到的预定目的与技术手段及功效,以下结合图1与实施例对本发明的具体实施方案进行详细说明。
实施例1:一种石墨烯铜铝复合排,包括铝层与包裹铝层的铜层,铝层与铜层之间设置有石墨烯包裹层,铝层内设置有多条铜线,铜线由石墨烯涂层包裹,其制备方法包括以下步骤:
a.选取铜线与铜管去除表面污浊与毛刺,采用石墨烯薄膜包裹铜线;
b.将铜管一端封闭后,在铜管内壁上覆上石墨烯薄膜,将包裹有石墨烯薄膜的铜线固定于铜管内;
c.在惰性气体保护下,将铝液加入铜管中,冷却后,切除铜管封闭端后进行拉伸。
所述的铜线互不相交。
所述的铜层与铜线占石墨烯铜铝复合排比重的14%。
实施例2:一种石墨烯铜铝复合排的制备方法,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
a.选取铜线与铜管去除表面污浊与毛刺,采用石墨烯薄膜包裹铜线;
b.将铜管一端封闭后,在铜管内壁上覆上石墨烯薄膜,将包裹有石墨烯薄膜的铜线固定于铜管内;
c.在惰性气体保护下,将铝液加入铜管中,冷却后,切除铜管封闭端后进行拉伸。
所述的铜层与铜线占石墨烯铜铝复合排比重的20%。
实施例3:一种石墨烯铜铝复合排的制备方法,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
a.选取铜线与铜管去除表面污浊与毛刺,采用石墨烯薄膜包裹铜线;
b.将铜管一端封闭后,在铜管内壁上覆上石墨烯薄膜,将包裹有石墨烯薄膜的铜线固定于铜管内;
c.在惰性气体保护下,将铝液加入铜管中,冷却后,切除铜管封闭端。
所述的铜层与铜线占石墨烯铜铝复合排比重的8%。
如上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故任凡未脱离本方案技术内容,依据本发明的技术实质对以上实施例做出任何简单的更改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围。