一种CI复合导电体及其制备方法和应用与流程

本发明属于导电材料领域，涉及一种复合导电体，尤其涉及一种ci复合导电体及其制备方法和应用。

背景技术：

导电复合材料是由碳纤维、金属、导电塑料、导电橡胶等导电物质或聚合物通过一定的复合方式构成，通常作为绝缘材料在电气工业、安装工程、通讯工程等方面广泛使用。但传统导电复合材料的阻抗一般较高，导电性能差，故而在加工和应用中易出现静电现象，也有结构性能较差而容易发生脱落、损坏、塑形变形等问题。

cn109735844a提供了一种柔性金属表面功能化石墨烯复合薄膜的制备方法，步骤如下：(1)氧化石墨烯片层的制备；(2)功能化氧化石墨烯片层的制备；(3)利用上述制备的还原氧化石墨烯片层溶液或功能化氧化石墨烯片层溶液，通过热-机械蒸发法在不同柔性金属基片上形成耐腐蚀性薄膜。本发明的有益效果：(1)生产成本低；(2)金属基体的选择范围更广；(3)功能化设计更易实现。

cn107331794a公开了一种柔性导电结构、其制作方法、柔性显示面板及显示装置，该柔性导电结构，包括：衬底基板，以及位于衬底基板上的至少两层石墨烯层和至少一层柔性金属导电层；其中，各柔性金属导电层位于任意两个石墨烯层之间。该技术方案提供的柔性导电结构，由于石墨烯层具有较好的柔性，将柔性金属导电层设置于任意两个石墨烯层之间，可以使该柔性导电结构，具有较好的柔性并且具有良好的导电性能，此外，还可以避免柔性金属导电层中的金属原子扩散到其他膜层，例如绝缘层中，从而可以防止污染杂质扩散。

cn104525375a公开了一种静电集尘用复合材料，采用柔性金属箔作为导电材料，而不是传统的金属板。金属箔的厚度远小于金属板，因而使得制造成本大幅下降。在柔性金属箔的周围包覆绝缘材料，使可以采用更高的电场电压和更小的导电材料间距，以提高对粉尘、漆雾等的捕集效率，且可完全避免击穿、拉弧和产生臭氧。当所述绝缘材料层采用塑料膜时，成型的复合材料具有一定的塑性，便于制成各种形状的静电场，丰富了使用场景。相对于采用非金属导电材料，柔性金属箔的电阻更小，从而使电场充放电速度更快，场强更加均匀。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种ci复合导电体，所述导电体具有优异的结构性能、抗腐蚀性能、导电性能以及屏蔽性能，且可塑性强，可根据不同使用需求进行结构调整。

为上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种ci复合导电体，所述导电体包括导电框体结构，所述导电框体为中空结构，所述中空结构内部设置有软金属层。

本发明中，所述复合导电体使用导电材料为结构外层、以柔性金属为内层通过多重流程叠合形成复合导电体，在保有耐腐蚀性、导电性能的基础上拥有源于外层材料的优良的结构性能；软金属因为纯度高杂质少导电性能较非软金属更为优秀，在应用到金属铁的场合软铁也能避免磁化干扰，适合对于导电材料阻抗要求高的领域。

作为本发明优选的技术方案，所述软金属层部分或完全填充于所述中空结构。

优选地，所述软金属层的厚度为0.01～2mm，如0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm或2mm等，但并不仅限于所列举而对数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，软材料层的厚度并不代表导电框体的厚度，导电框体的厚度大于等于所述软材料层的厚度。且本发明并不具体限定导电框体的尺寸，其可根据应用的实际需要进行调整。

作为本发明优选的技术方案，所述导电框体至少含有两个中空结构，所述中空结构内部分别独立地设置有软金属层。

本发明中，并不具体限定导电框体的形状，其可以是三角形、矩形、梯形、菱形等任意多边形，也可以是圆形或椭圆形，或上述图形的组合图形，也可以是不规则图形，导电框体的形状可根据其使用的环境进行调整。

其中，当导电框体为三角形时，三角形框体的面积为20-1000mm²，如50mm²、100mm²、200mm²、500mm²或800mm²等；当导电框体为矩形时，矩形框体的尺寸为10-100mm*2-400mm，如20mm*5mm、30mm*10mm、40mm*50mm、50mm*100mm、60mm*150mm、70mm*200mm、80mm*250mm或90mm*300mm等；当导电框体为正方形时，正方形框体的边长为10-100mm，20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm或90mm等；当导电框体为圆形时，圆形框体的半径为10-40mm，如15mm、20mm、25mm、30mm或35mm等，但并不仅限于所列举而对数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述导电框体的材料为导电材料。

优选地，所述导电材料包括石墨烯、金、银、铅或镍中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制型实例有：石墨烯和金的组合、金和银的组合、银和铅的组合、铅和镍的组合、镍和石墨烯的组合或石墨烯、金和银的组合等。

作为本发明优选的技术方案，所述软金属层的材料为软金属材料。

所述软金属材料包括软银、软铝、软铁或软铜中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制型实例有：软银或软铝的组合、软铝和软铁的组合、软铁和软铜的组合、软铜和软银的组合或软铝、软铁和软铜的组合等。

本发明目的之二在于提供一种上述ci复合导电体的制备方法，所述制备方法包括：

使用成型工艺将所述导电材料制备成具有中空结构的导电框体，将软金属材料复合到所述中空结构中，得到所述复合导电体。

作为本发明优选的技术方案，所述成型工艺为冲压成型。

优选地，所述冲压成型的温度为20～40℃，如22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃或38℃等，但并不仅限于所列举而对数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述冲压成型的压力为1～2个大气压，如1.1个、1.2个、1.3个、1.4个、1.5个、1.6个、1.7个、1.8个或1.9个等，但并不仅限于所列举而对数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，并不具体限定导电框体的成型工艺，冲压工艺仅为可是导电宽体成型的一个具体例子，该成型工艺也可以是切削工艺、热压工艺、浇筑工艺等，具体的工艺选择可根据导电框体使用的具体材料而确定。

作为本发明优选的技术方案，所述复合的方法为冷热喷涂复合或热压成型复合。

本发明中，冷热喷涂复合的方法可以概括为：基材-外喷涂-内喷涂-周边喷涂-重复上述喷涂-检验喷涂后的厚度-检验喷涂外观-检测喷涂后的表面硬度-检测喷涂后复合体的电阻。

本发明中，热压成型复合的方法可以概括为：基材-内成型-外成型-周边表面处理-检验尺寸-补充成型-检验尺寸-检验表面硬度-检验成型后复合体电阻。

本发明目的之三在于提供一种上述ci复合导电体的应用，所述复合导电体应用于航空航天、航海制造以及汽车制造领域。

与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供一种ci复合导电体及其制备方法和应用，所述导电体具有优异的结构性能、抗腐蚀性能、导电性能以及屏蔽性能，且可塑性强，可根据不同使用需求进行结构调整。所述ci复合导电体抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上，表面无明显破损，阻抗小于60微欧，结构尺寸可以承受自由冲压铆合变形，延展率大于16％。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的ci复合导电体的俯视图以及侧视图；

图2是本发明实施例2提供的ci复合导电体的俯视图以及侧视图；

图3是本发明实施例3提供的ci复合导电体的俯视图以及侧视图；

图4是本发明实施例4提供的ci复合导电体的俯视图以及侧视图；

图中：1-导电框体，2-软金属层。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种ci复合导电体，所述导电体结构如图1所示。

其制备方法包括如下步骤：

使用冲压工艺将石墨烯制备成具有中空结构的圆形导电框体(半径为25mm)，将软银材料复合到所述中空结构中，软银层的厚为0.01mm，得到所述复合导电体。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试4000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面无明显破损或变形；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗小于20微欧；复合框体结构尺寸可以承受自由冲压铆合变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达16％。

实施例2

本实施例提供一种ci复合导电体，所述导电体结构如图2所示。

其制备方法包括如下步骤：

使用冲压工艺将金属镍制备成具有中空结构的正方形导电框体(边长为25mm)，将软铝材料复合到所述中空结构中，软铝层的厚度为0.5mm，得到所述复合导电体。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面无明显破损或变形；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为37微欧；复合框体结构尺寸可以承受自由冲压铆合变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达21％。

实施例3

本实施例提供一种ci复合导电体，所述导电体结构如图2所示。

其制备方法包括如下步骤：

使用冲压工艺将金属铅制备成具有中空结构的矩形导电框体(尺寸为20mm*40mm)，将软铜材料复合到所述中空结构中，软铜层的厚度为1mm，得到所述复合导电体。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面无明显破损或变形；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为48微欧；复合框体结构尺寸可以承受自由冲压铆合变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达25％。

实施例4

本实施例提供一种ci复合导电体，所述导电体结构如图2所示。

其制备方法包括如下步骤：

使用冲压工艺将金属银制备成具有中空结构的三角形导电框体(面积为650mm²)，将软铁材料复合到所述中空结构中，软铁层的厚度为2mm，得到所述复合导电体。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面无明显破损或变形；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为58微欧；复合框体结构尺寸可以承受自由冲压铆合变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达31％。

对比例1

本对比例提供的ci复合导电体的结构与实施例1相同，除了将软银替换为普通银材料外，其他条件均与实施例1相同。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面有轻微破损；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为80微欧；复合框体结构尺寸承受自由冲压铆合出现轻微变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达8％。

对比例2

本对比例提供的ci复合导电体的结构与实施例2相同，除了将软铝替换为硬铝材料外，其他条件均与实施例1相同。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面有轻微破损；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为85微欧；复合框体结构尺寸承受自由冲压铆合出现轻微变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达11％。

对比例3

本对比例提供的ci复合导电体的结构与实施例3相同，除了将软铜替换为硬铜材料外，其他条件均与实施例1相同。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面有轻微破损；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为89微欧；复合框体结构尺寸承受自由冲压铆合出现轻微变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达13％。

对比例4

本对比例提供的ci复合导电体的结构与实施例4相同，除了将铁银替换为硬铁材料外，其他条件均与实施例1相同。

对上述复合导电框体的测试表明：抗腐蚀测试满足盐雾测试1000小时以上(gb/t10125-1997)，复合框体表面有轻微破损；阻抗测试显示(gb/t351-2019)，复合框体阻抗为93微欧；复合框体结构尺寸承受自由冲压铆合出现轻微变形，复合框体延展率(gb/t228-2002)可达13％。

从上述测试结果可以看出，本发明实施例1-4提供的复合框体内部采用软金属层，而对比例1-4采用硬铁材料层，实施例1-4从看抗盐雾性能、导电性能、抗冲击性能以及延展性能上整体优于对比例1-4。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。