[发明专利]一种表面涂覆防冰雪碳层的架空电线及其制备方法

权利要求书

1.一种表面涂覆防冰雪碳层的架空电线，其特征在于，该表面涂覆防冰雪碳层的架空电线包括架空电线和涂覆在架空电线外层的防冰雪碳层，架空电线的截面积为0.1~300mm²，防冰雪碳层的厚度为100nm~50μm，架空电线和防冰雪碳层以化学键进行连接；

所述的架空电线和防冰雪碳层以化学键进行连接的方法，包括以下步骤：

步骤1，电化学反应的准备

(1)将用于架空电线的裸露金属电线作为阴极；石墨棒与不锈钢棒相连作为阳极；

(2)将熔盐烘干除水，置于坩埚中，放入反应器，通入惰性气体，形成连续流动保护气氛；

步骤2，电沉积涂覆碳层

反应器加热，使熔盐熔化形成熔体，通入惰性气体，并将阴极和阳极浸入熔体中，构成两电极电解体系，阴极和阳极的水平间距为5~30mm，在阴极和阳极间施加电场，进行碳源离子的还原；

3min~120min后，将阴极移出熔盐，进行冷却，并继续浸入后续的金属电线，进行电沉积过程，得到涂覆有碳层的金属电线；

所述的电沉积过程中，在阴极和阳极之间施加电场分为恒电压、恒电流或脉冲电场中的一种；

当为恒电压时，其电压为1.1V~2.4V；

当为恒电流时，电流为0.01A/cm²~5A/cm²；

当为脉冲电场时，脉冲沉积时，频率为10HZ~1000 HZ；

步骤3，后处理

将冷却的涂覆有碳层的金属电线，浸入水中，超声清洗，去除附着盐，干燥，封装，得到表面涂覆防冰雪碳层的架空电线，其表面润湿角为90~140°。

2.如权利要求1所述的表面涂覆防冰雪碳层的架空电线，其特征在于，所述的架空电线为铝丝或铝合金丝，当为铝合金丝时，铝的质量百分含量≥98 wt.%。

3.权利要求1~2中任意一项所述的表面涂覆防冰雪碳层的架空电线的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

步骤1，电化学反应的准备

(1)将用于架空电线的裸露金属电线作为阴极；石墨棒与不锈钢棒相连作为阳极；

(2)将熔盐烘干除水，置于坩埚中，放入反应器，通入惰性气体，形成连续流动保护气氛；

步骤2，电沉积涂覆碳层

反应器加热，使熔盐熔化形成熔体，通入惰性气体，并将阴极和阳极浸入熔体中，构成两电极电解体系，阴极和阳极的水平间距为5~30mm，在阴极和阳极间施加电场，进行碳源离子的还原；其中，当熔盐为碱金属卤化物体系时，还原温度为395~605℃，当熔盐为碱金属碳酸盐混合熔盐体系时，还原温度为445~655℃；

3min~120min后，将阴极移出熔盐，进行冷却，并继续浸入后续的金属电线，进行电沉积过程，得到涂覆有碳层的金属电线；

所述的电沉积过程中，在阴极和阳极之间施加电场分为恒电压、恒电流或脉冲电场中的一种；

当为恒电压时，其电压为1.1V~2.4V；

当为恒电流时，电流为0.01A/cm²~5A/cm²；

当为脉冲电场时，脉冲沉积时，频率为10HZ~1000 HZ；

步骤3，后处理

将冷却的涂覆有碳层的金属电线，浸入水中，超声清洗，去除附着盐，干燥，封装，得到表面涂覆防冰雪碳层的架空电线。

4.如权利要求3所述的表面涂覆防冰雪碳层的架空电线的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的用于架空电线的裸露金属电线为铝和铝合金丝，其截面积为0.1~300mm²；

所述的石墨棒为高纯石墨，直径为3~100mm，浸入熔盐深度为1~30cm；

所述的不锈钢管棒的直径为1~15mm。