[发明专利]一种耐高温防爆绝缘保护系统及其制造方法

说明书

本发明涉及基于镀铝碳纤维复合微孔铝合金材料的耐高温防爆绝缘保护系统及其制造方法，所述保护系统由镀铝碳纤维复合微孔铝合金耐高温防爆管及其内表面的耐高温绝热凝胶保护层构成。根据本发明的实施例，1350℃时耐高温防爆绝缘保护系统的热导率为0.058W/(m·k)以下，1350℃时所述耐高温防爆绝缘保护系统的热膨胀系数为2.82×10^‑6/K以下，抗压强度为852Mpa以上，抗拉强度为811Mpa以上，单位重量能量吸收量为95MJ/kg以上。与现有技术相比，根据本发明实施例的保护系统具有耐高温、防爆、绝缘的作用，可以在高温环境中保护线路的安全运行，实现能量、信号等的传输。

技术领域

本发明属于能源、信号传输领域，涉及一种耐高温防爆绝缘保护系统及其制造方法。

背景技术

科学技术高速发展，特别是航空航天、通讯、交通、能源、建筑等领域的高速发展，不断给人类的生活和生产带来新的体验和便利。而上述领域具有复杂的能源、信号传输需求，其传输线路往往是在高温、具有爆炸风险、腐蚀等环境中运行，如何保护能源、信号的安全传输，实现对目标区域的能源供给、监控、检测和控制等目的，具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种基于镀铝碳纤维复合微孔铝合金材料的保护系统及其制造方法。

根据本发明的一方面，一种耐高温防爆绝缘保护系统，由镀铝碳纤维复合微孔铝合金耐高温防爆管及其内表面的耐高温绝热凝胶保护层构成；所镀铝述碳纤维复合微孔铝合金耐高温防爆管按重量百分比由以下组成：铁Fe 0.20％-0.8％、硅Si0.15％-0.7％、铜Cu 0.15％-1.0％、硼B 0.03％-0.05％、锂Li 0.02％-0.05％、锰Mn 0.05％-0.55％、镍Ni0.08％-0.8％、锌Zn 0.05％-2％、钇Y 0.001％-0.008％、锆Zr 0.005％-0.02％、钕Nd0.01％-0.03％、镀铝碳纤维0.02％-0.09％，其余为铝；所述镀铝碳纤维复合微孔铝合金耐高温防爆管中均匀分布独立封闭的微孔，镀铝碳纤维均匀分布在微孔以外的基体骨架上，所述微孔直径为8μm-25μm，所述镀铝碳纤维直径为50nm-80nm、长度为200nm，微孔总体积占复合基体体积的百分比为85％以上，所述镀铝碳纤维复合微孔铝合金耐高温防爆管的密度为0.65g/cm³以下，1350℃时所述耐高温防爆绝缘保护系统的热导率为0.058W/(m·k)以下，1350℃时所述耐高温防爆绝缘保护系统的热膨胀系数为2.82×10^-6/K以下，抗压强度为852Mpa以上，抗拉强度为811Mpa以上，单位重量能量吸收量为95MJ/kg以上。

根据上述的保护系统，所述耐高温绝热凝胶材料的最高使用温度在1350℃以上，最小体积电阻率在13.5×10¹⁶Ω·cm以上，最小电气强度在220MV/m以上。

根据本发明的另一方面，一种耐高温防爆绝缘保护系统的制造方法包括：

一、碳纤维表面处理

在碳纤维表面进行镀铝处理，铝层厚度为20±5nm；

二、配料

按重量百分比将以下元素：铁Fe 0.20％-0.8％、硅Si 0.15％-0.7％、铜Cu0.15％-1.0％、硼B 0.03％-0.05％、锂Li 0.02％-0.05％、锰Mn 0.05％-0.55％、镍Ni0.08％-0.8％、锌Zn 0.05％-2％、钇Y 0.001％-0.008％、锆Zr 0.005％-0.02％、钕Nd0.01％-0.03％、镀铝碳纤维0.02％-0.09％，其余为铝；进行配料，以此准备铝锭、其它各元素的中间合金锭和镀铝碳纤维；

三、熔炼、复合、微孔处理及成型

将铝锭熔化成铝熔体，使铝熔体温度保持在755℃以上，添加其它各元素的中间合金锭，并将铝合金熔体加热至800℃，精炼处理；