[发明专利]一种受电弓滑板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种受电弓滑板及其制备方法，属于受电弓滑板技术领域。其包括：碳纳米纤维复合基体以及设置在碳纳米纤维复合基体上的碳铜纳米纤维编织网层；其中，碳铜纳米纤维编织网层由聚丙烯腈溶液以及醋酸铜和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液制得的毛刺状碳铜纳米纤维束编织而成。本发明通过碳铜纳米纤维编织网层，提高了受电弓滑板与接触网导线的接触面积，降低了接触材料的磨耗，增强了电气接触。本发明的碳铜纳米纤维束为毛刺状，增大了纤维表面积，有利于在使用过程中和其他物质的均匀负载，使其性能能够统一发挥，达到其高效的使用目的。同时由于比表面积增大，镶嵌在纤维表面的铜粒子数量增加，提高了导电特性和受流质量。

技术领域

本发明涉及受电弓滑板技术领域，具体涉及一种受电弓滑板及其制备方法。

背景技术

随着我国电气化铁路的不断普及和高速铁路的快速发展，人类社会对列车供电系统稳定性和列车行驶速度的要求也逐步提高。工程实践表明，弓网关系是目前制约我国高速铁路发展的瓶颈之一，而受电弓滑板作为重要集流元件对高速列车能否安全行驶具有举足轻重的影响。滑板是受电弓与接触网直接接触的部分，应该满足如下要求：具有足够的机械强度、较大的接触面积、较小的电阻率、优良的自润滑性能、良好的耐热和耐电弧性能等。

按材料可将滑板分为纯金属滑板、粉末冶金滑板、纯碳滑板以及浸金属碳滑板。像钢、铜等纯金属滑板具有机械强度高，集流容量大，导电性能好等优势，但无自润滑能力；铜基、铁基粉末冶金滑板机械强度好，表面硬度稍高，有一定的抗冲击韧性等优势，但对金属接触网导线的摩擦较大，耐电弧性能差；纯碳滑板自润性能和减磨性能好，滑动时电磁噪声小，耐高温不易与接触线产生焊附，但机械强度低，耐冲击性差，集电容量小，碳滑板的粉末还会污染车顶电气设备，导致绝缘程度下降；浸金属滑板既具有粉末冶金滑板机械强度高、电阻率小的特点，又具有纯碳滑板对接触线磨耗轻微、在接触线摩擦表面易形成润滑膜和耐电弧的优良性能，目前被认为是对接触线适应能力较强的滑板材料。

然而，现实中列车的受电弓滑板与接触网导线的直接接触面积较小，由电接触理论知，即使有很大的弓网接触力使滑板与接触线相互压紧，也只有少数的点或小面发生实际接触，这些实际接触的点或小面承受着全部的弓网接触力和供电电流。而且，较小的实际接触面积会导致滑板区域温度升高并带来弓网的磨损加剧、滑板使用寿命减短、受流质量低且不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受电弓滑板及其制备方法，具备足够的冲击强度、良好的导电性及耐热耐电弧特性，以解决现有受电弓滑板与接触网导线接触面积小、燃弧率高、滑板使用寿命短、受流质量低且不稳定的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种受电弓滑板，包括：碳纳米纤维复合基体以及设置在碳纳米纤维复合基体上的碳铜纳米纤维编织网层；其中，碳铜纳米纤维编织网层由聚丙烯腈溶液以及醋酸铜和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液制得的毛刺状碳铜纳米纤维束编织而成。