[发明专利]一种石墨烯复合铝线形材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合铝线形材料的制造方法，制备纳米粉体石墨烯；将石墨烯纳米粉体和铝粉混合，在无氧环境中研磨并压制成合金锭；将合金锭烘烤除水；在合金锭引入熔融态纯铝，进行连铸连轧获得石墨烯复合铝杆材；将石墨烯复合铝杆材进行拉拔得到不同线径的石墨烯复合铝线形材料。本发明解决了石墨烯与铝不互溶的问题，单线的强度获得了较大提升，易重复、易放大、无污染。

技术领域

本发明涉及一种线形材料的制造方法，特别是一种石墨烯复合铝线形材料的制造方法。

背景技术

随着石墨烯制备工艺不断开发，石墨烯的中试和量产路线越来越成熟，市场上涌现出一大批石墨烯制备厂家和应用产品。石墨烯优良的二维平面片层结构和导电性能，在某些领域大放异彩，如储能材料、锂离子电池、半导体材料、导电油墨等。

铝绞线属于裸导线。目前中国普遍采用铝包钢绞线（LGJ）作为导线；钢芯主要起增加强度的作用，铝绞线主要起传送电能的作用。根据电压不同，导线横截面积也不同。

石墨烯和铝进行复合制造复合材料能够兼具两种材料的优点，然而石墨烯与铝互相不浸润而难以添加开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种石墨烯复合铝线形材料的制造方法，解决石墨烯与铝不互溶的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种石墨烯复合铝线形材料的制造方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：制备纳米粉体石墨烯；

步骤二：将石墨烯纳米粉体和铝粉混合，在无氧环境中研磨并压制成合金锭；

步骤三：将合金锭烘烤除水；

步骤四：在合金锭引入熔融态纯铝，进行连铸连轧获得石墨烯复合铝杆材；

步骤五：将石墨烯复合铝杆材进行拉拔得到不同线径的石墨烯复合铝线形材料。

进一步地，所述步骤一具体为采用无污染的物理液相剪切分离法，制备出的石墨烯为二维片层状纳米粉体。

进一步地，所述制备出的石墨烯结构完整、纯度高，为少层石墨烯。

进一步地，所述步骤二具体为

2.1将石墨烯和高纯铝粉置于密闭容器内，通过多次抽真空、放氮气，排出容器内的氧气，进行高能研磨1~24h；

2.2将所得混合料，进行压制，制备成饼状中间合金锭。

进一步地，所述2.1在开始研磨前，测试排气口的氧浓度，避免发生氧化。

进一步地，所述高能研磨采用的研磨材料为玛瑙球，按照同重量配比不同尺寸的玛瑙球，玛瑙球的最小尺寸为直径2mm。

进一步地，所述2.2中混合料分批进行压制，每次压制2kg。

进一步地，所述步骤三具体为将石墨烯复合铝中间合金锭投入加热容器中，加热方式为电磁感应加热，中间合金锭随炉升温至320℃~380℃，进行烘烤、除水分。

进一步地，所述步骤四具体为预热完成后，用流槽引入200~800kg的熔融态纯铝，继续加热，加热1~6h后，经搅拌、除气、除渣后，进行连铸连轧，获得石墨烯复合铝杆材。

进一步地，所述继续加热的温度为700℃~750℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、石墨烯的制备，从原料、工艺、成本、环保等领域，均具备优势，其生产过程中不产生污染和废料，可以满足石墨烯复合铝线形材料的需要。