[发明专利]一种铜基受电弓碳滑板及其制备方法

权利要求书

1.一种铜基受电弓碳滑板，其由石墨烯铜基纳米硒铌复合材料制成，其特征在于：所述石墨烯铜基纳米硒铌复合材料由重量比为70-75%的混合料和重量比为25-30%的粘结剂混合压制焙烧后浸铜制得；

所述混合料包括重量比为10-15%的铜粉和重量比为85-90%的干混料；

所述干混料包括重量比为55-60%的骨料和重量比为40-45%的粉料；

所述粉料包括石墨烯、纳米硒铌粉、特种石墨粉和炭黑，且重量比为35:30:20:15；

所述骨料包括 20～25wt%的骨料A、25～30wt%的骨料B和45～50wt%的骨料C，其中，0.03mm≤骨料A的粒径<0.05mm、0.01mm≤骨料B的粒径<0.03mm、骨料C的粒径<0.01mm。

2.根据权利要求1所述的一种铜基受电弓碳滑板，其特征在于：所述粘结剂为环氧树脂，其软化点为85～95℃；

所述铜粉的密度为8.92×103/cm3，电阻率为1.694*10-8Ω·m，导热系数1083.4℃；

所述骨料A、骨料B和骨料C均为沥青焦，其中沥青焦的真密度≥2.10/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.3%、挥发份≤0.5%；

所述炭黑的粒度D50为40-100nm；

所述特种石墨粉的粒度D50为40-70nm、电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；

所述纳米硒铌粉的粒度D50为50-80nm、密度6.30g/cm3，电阻率5.35×10-4Ω·cm；

所述石墨烯的粒度D50为30-50nm、纯度：99.0 wt%；

浸铜所用的铜为99%的纯铜。

3.一种制备前述权利要求中任一项所述的铜基受电弓碳滑板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：骨料的破碎、筛分、配料，将骨料用破碎机破碎后筛分成骨料A、骨料B和骨料C，然后按质量百分比进行配料混匀备用；

S2：粉料的配料，将石墨烯、纳米硒铌粉、特种石墨粉和炭黑按重量比进行配料混匀备用；

S3：干混料的配料，将S1中配好的骨料与S2中配好的粉料按重量比进行配料并混匀；

S4：研磨；将S3配好的干混料进行研磨；

S5：制备混合料，将铜粉和S4研磨得到的干混料按重量比进行配料混匀；

S6：制备混捏料，将S5制得的混合料与粘结剂按重量比进行配料混匀；

S7：压制成型，将S6制得的混捏料倒入模具中，利用双向压制模压成型制成一定形状和尺寸的受电弓碳滑板压坯，并使之具有一定的密度和强度；

S8：焙烧，将S7制得的受电弓碳滑板压坯放入焙烧设备内进行焙烧，焙烧步骤如下：

（1）、将受电弓碳滑板压坯以25℃/h的升温速度加热至250℃；

、以8℃/h的升温速度将温度从250℃加热至450℃；

、以5℃/h的升温速度将温度从450℃加热至700℃；

、以5-6℃/h的升温速度将温度从700℃加热至900℃；

、以6℃/h的升温速度将温度从900℃加热至1100℃；

、以6-7℃/h的升温速度将温度从1100℃加热至1200℃；

、在1200℃的温度条件下保温24h，然后开始自然降温，待温度降至300℃以下时通风降温；

S9：浸铜，先将S8的受电弓碳滑板焙烧品称重后置入石墨坩埚中，然后连同石墨坩埚一起放入预热炉内按升温曲线对受电弓碳滑板焙烧品和石墨坩埚进行预热，同时将铜放入融化池中，通电加热，使其融化；

预热完毕后将石墨坩埚从预热炉中拉出，放置在融化池下，将融化好的金属溶液倒入装有受电弓碳滑板焙烧品的石墨坩埚中，之后将石墨坩埚放入真空设备中抽真空，当真空度达到0.085MPa后，真空结束，然后将装有受电弓碳滑板的石墨坩埚放入预热炉中预热半小时，之后，停止预热，待受电弓碳滑板冷却至室温后取出即可制得由石墨烯铜基纳米硒铌复合材料制成的受电弓碳滑板；

S10：后续处理，将S9制得的受电弓碳滑板根据使用要求进行后续处理。

4.根据权利要求3所述的铜基受电弓碳滑板的制备方法，其特征在于：S4中研磨纯度为99.99%。