[发明专利]复合材料负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极

说明书

本发明公开了一种复合材料负离子释放头及其制备方法。所述复合材料负离子释放头由金属和碳纳米材料的复合材料制成，所述金属与所述碳纳米材料的质量比为0.5～5.1:1。所述方法包括：将金属粉末和碳纳米材料的混合粉末进行预熔融；将预熔融得到的混合材料进行热等静压处理，得到金属和碳纳米材料的复合材料试块；将所述复合材料试块加工为丝状的复合材料负离子释放头。本发明还提供了一种负离子发生电极。本发明的复合材料负离子释放头的硬度大，使用寿命长，不存在碳纳米材料层从金属丝表面脱落的问题，还可以产生高浓度、小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高。

技术领域

本发明涉及负离子发生技术，具体涉及一种复合材料负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。

背景技术

目前国内外最先进的负离子发生技术，基本上都是采用负高压源，将碳纤维制成放电电极，即负离子释放头。负离子释放头固定在金属杆上形成负离子发生电极。应用时将负离子发生电极接通高压电源，负离子释放头向周围的空间高速喷射电子，电子被空气离子迅速捕获，形成空气负离子，同时利用负电场的电势感应，将正离子中和还原，得到一个相对纯化的负离子场。目前市场上比较先进的负离子释放头采用的碳纤维材料主要为富勒烯(C60)。富勒烯是一种电阻接近零的超导材料，有利于电离子的游离析出，可以产生小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧、氮氧化物和正离子等副产物的产生。

目前市场上的富勒烯负离子释放头一般工作在8000V以上的负压下，才能保证负离子的释放浓度，然而，由于碳纤维素的强度低，外界环境易对释放头性能产生影响，并且纤维素表面容易吸附灰尘，需要频繁清洗，故其维护周期短，使用寿命也受影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种复合材料负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。本发明的复合材料负离子释放头能够释放出较高浓度的负离子，而且使用寿命长。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种复合材料负离子释放头，所述复合材料负离子释放头由金属和碳纳米材料的复合材料制成，所述金属与所述碳纳米材料的质量比为0.5～5.1:1。

在本发明的实施例中，所述金属与所述碳纳米材料的质量比可以为1～3.1:1。

在本发明的实施例中，所述金属可以选自铝、铜、铁、钛、镁、钨、钼、镍及其合金中的任意一种或多种。

在本发明的实施例中，所述碳纳米材料可以选自富勒烯、富勒醇、石墨烯、碳纳米管、碳纳米线及其复合材料中的任意一种或多种。

第二方面，本发明提供了一种制备复合材料负离子释放头的方法，所述方法包括：

将金属粉末和碳纳米材料的混合粉末进行预熔融；

将预熔融得到的混合材料进行热等静压处理，得到金属和碳纳米材料的复合材料试块；

将所述复合材料试块加工为丝状的复合材料负离子释放头。

在本发明的实施例中，所述将金属粉末和碳纳米材料的混合粉末进行预熔融可以包括：将所述金属粉末和碳纳米材料的混合粉末放入金属包套中，将所述金属包套抽真空，加热使所述金属粉末发生预熔融，冷却至室温后对金属包套进行封口。

在本发明的实施例中，所述预熔融的条件可以包括：所述金属包套内的真空度为0.5×10^-2～3×10^-2Pa，任选地为1×10^-2～2×10^-2Pa；温度为0.3～0.9Tm，任选地为0.5～0.8Tm；时间为1～5h，任选地为2～3h。

在本发明的实施例中，所述热等静压处理的条件可以包括：压力为150～200MPa，温度为0.9～2Tm，时间为2～3h。