用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片及其制备方法与流程

本发明属于石墨烯，特别是涉及用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯加热片因其出色的导电、导热性能而备受关注。特别是在加热元件的制造中，展现出了巨大的潜力。然而，目前石墨烯高温加热片常规耐温在180℃以下，当温度上升到180℃以上高温时容易出现氧化、衰变失效等问题，同时，受到高温环境下石墨烯氧化的影响，会导致石墨烯和与其连接的电极之间的连接出现不稳定或脱落的问题，这将严重影响产品的性能和寿命。因此，开发一种能够有效防止氧化的封装方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片及其制备方法，包括基材层、石墨烯层、电极层和抗氧化层；

3、所述石墨烯层的一面贴附在基材层上，所述石墨烯层的另一面贴附电极层，所述电极层包括至少两条不相交的电极，所述抗氧化层贴附在贴附电极层的石墨烯层的一面，所述抗氧化层将电极层包覆在石墨烯层上；

4、所述抗氧化层的耐温性能大于180℃，所述抗氧化层具有导热、绝缘性能；

5、所述基材层为硬质材料，所述基材层的耐温性能大于180℃。

6、本发明提供的另一个技术方案是：一种用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

7、s1：基材层预处理，包括清洗、干燥和表面活化，以确保基底表面的清洁和活性，从而增强石墨烯与基材层之间的结合；

8、s2：石墨烯层贴附，使用真空磁控溅射设备在基材层上沉积石墨烯，真空磁控溅射设备的真空度控制在1.0*10-2pa~4.0*10-4pa以内，溅镀电源功率控制在10~20kw；

9、s3：电极层贴附，在石墨烯层上设置有多个电极区，电极层设置在电极区内，电极层贴附在石墨烯层上的贴附在以下两种方法中择一选用：

10、等离子热喷涂；

11、冷拼镀，包括电镀、喷涂或溅射。

12、s4：包覆抗氧化层，使用真空磁控溅镀或磁控溅镀蒸镀一体机在石墨烯和电极上镀抗氧化层，真空度控制在1.0*10-2pa~4.0*10-4pa以内，溅镀电源功率控制在10~20kw。

13、优选的，所述电极层的采用的材料包括钨、钼、铜、锆、钛、铼或铁铬铝中的任一一种材料或是多种材料所形成的合金。

14、优选的，所述抗氧化层的材料包括氧化铝、六方氮化硼或硅酸铝中的任一一种材料。

15、优选的，所述电极的厚度在1~500μm之间、宽度在2~12mm之间。

16、优选的，所述抗氧化层厚度在28~1000nm之间。

17、优选的，所述加热片整体包覆在保护包装内。

18、本发明的有益效果：本发明通过设置抗氧化层将电极层包覆在石墨烯层上，同时，由于抗氧化层的耐温性能大于180℃，这样，在加热片加热的过程中一是可以避免空气与石墨烯层接触进而减缓或避免氧化反应的发生，二是石墨烯层与电极层即使受到氧化作用导致两层之间发生脱离也会在抗氧化层的包覆下使得二层之间不会分离，保证了加热片的整体使用寿命；

19、电极层所采用的钨、钼、铜、锆、钛或铼，以上材料具有良好的导电性和导热性等性能，可以有效地传递热量，降低能耗；

20、抗氧化层采用的氧化铝、六方氮化硼、铁铬铝或硅酸铝，以上材料具有绝缘性、耐高温、耐腐蚀、导热性好等性能，可以确保加热片的使用效果不受过多影响。

技术特征：

1.用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片，其特征在于：包括基材层（1）、石墨烯层（2）、电极层和抗氧化层（4）；

2.根据权利要求1所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

3.根据权利要求2所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：所述电极层的采用的材料包括钨、钼、铜、锆、钛、铼或铁铬铝中的任一一种材料或是多种材料所形成的合金。

4.根据权利要求2所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：所述抗氧化层（4）的材料包括氧化铝、六方氮化硼或硅酸铝中的任一一种材料。

5.根据权利要求2所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：所述电极（3）的厚度在1~500μm之间、宽度在2~12mm之间。

6.根据权利要求2所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：所述抗氧化层（4）厚度在28~1000nm之间。

7.根据权利要求1所述的用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片的制备方法，其特征在于：所述加热片整体包覆在保护包装内。

技术总结
本发明公开了用于硬质基材的抗氧化石墨烯加热片及其制备方法，属于石墨烯技术领域，具体包括基材层、石墨烯层、电极层和抗氧化层；在石墨烯层的一面贴附在基材层上，在石墨烯层的另一面贴附电极层，电极层包括至少两条不相交的电极；抗氧化层贴附在贴附电极层的石墨烯层的一面，同时，抗氧化层将电极层包覆在石墨烯层上；抗氧化层的耐温性能大于180℃且具有导热、绝缘性能；基材层为硬质材料且耐温性能大于180℃。本发明通过设置抗氧化层将电极层包覆在石墨烯层上，可以避免空气与石墨烯层接触进而减缓或避免氧化反应的发生，并且，即使两层之间发生脱离也会在抗氧化层的包覆下使得二层之间不会分离，保证了产品高温环境下的使用寿命。

技术研发人员：崔金安,施惠庆,张郁佳,佘旭波
受保护的技术使用者：苏州可川电子科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26