[发明专利]一种表面改性的铜母线及其制备方法

说明书

本发明涉及铜母线的表面处理技术领域，具体涉及一种表面改性的铜母线及其制备方法。该表面改性的铜母线，具有搭接面和非搭接面在铜母线的搭接面和非搭接面上通过磁控溅射技术附着有银底层，在非搭接面的银底层上涂覆有石墨烯薄膜层，对其表面改性处理，银底层厚度8～12μm，石墨烯薄膜层厚度80～100μm。本发明还公开了了该表面改性的铜母线的制备方法。本发明针对现有技术的不足，提供一种性能可靠的表面改性的铜母线及其制备方法，能够提高现有铜母线的导电性能和散热性能，具有较好的综合电气性能。

技术领域

本发明专利涉及铜母线的表面处理技术领域，具体涉及一种表面改性的铜母线及其制备方法。

背景技术

铜母线又称铜排或铜汇流排，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体，在电路中起输送电流和连接电气设备的作用。近年来，国家加大基础产业和自主创新的投资发展力度，大型水电站、核电站、地铁、机场、高速列车、高新技术产品等大型项目的建设，对项目建设中所使用的各种电气装备导电元件的铜母线技术性能如：导电率、硬度、韧性、弯曲，导电元件的安全性能如：重量、温升、电流载荷方面都提出了更高的要求；铜母线的安全性能好坏又取决于铜母线的技术性能。

目前，随着经济不断的增长，企业和家庭的用电量逐步升高，对供电设备不断进行扩容，母线承载的电流不断提高导致母线发热严重，而铜母线在过热情况下极易受到腐蚀，而影响供电温度性和供电安全。如何最大程度地提高散热效率，是当铜母线急需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种性能可靠的表面改性的铜母线及其制备方法，能够提高现有铜母线的导电性能和散热性能，具有较好的综合电气性能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种表面改性的铜母线，具有搭接面和非搭接面，其特征在于，在铜母线的搭接面和非搭接面上通过磁控溅射技术附着有银底层，在非搭接面的银底层上涂覆有石墨烯薄膜层，对其表面改性处理，所述银底层厚度8～12μm，石墨烯薄膜层厚度80～100μm。

所述铜母线按照质量分数由以下原料制成：Ag 0.4～1％，B 2～3.5％，Ti0.003～0.005％，Mn 0.007～0.012％，V 0.002～0.004％，Sr 0.002～0.03％，Co0.002～0.05％，Ni 0.001～0.003％，稀土氧化物0.002～0.004％，其余为Cu和不可避免的杂质。

所述铜母线按照质量分数由以下原料制成：Ag 0.5％，B 2.3％，Ti 0.004％，Mn0.009％，V 0.003％，Sr 0.008％，Co 0.02％，Ni 0.002％，稀土氧化物0.003％，其余为Cu和不可避免的杂质。

本发明还提供了该表面改性的铜母线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1)制备铜母线；

S2)表面处理：对铜母线进行机械抛光,使其表面粗糙度Ra≤0.15μm,再用无水乙醇对铜母线进行超声清洗处理；

S3)制备银底层：将铜母线放入磁控溅射设备内并抽真空，然后控制磁控溅射镀膜工艺参数在铜母线整体表面沉积一层微米级厚度的银底层；

S4)制备石墨烯分散液：将石墨烯混合液用超声波分散3～5h，获得均匀的石墨烯分散液；

S5)制备石墨烯薄膜层：使用喷雾枪,以高压空气为载气，氩气作为防氧化的保护气体，将步骤S4中得到的石墨烯分散液均匀地喷涂在铜母线的非搭接面，最后经过固化处理得到石墨烯薄膜层。

所述步骤S3中，磁控溅射过程所采用的靶材为质量纯度99.9％的银，溅射功率为100W～150W，氩气气压为1.1Pa，沉积时间为30min～1h。

所述步骤S4中，石墨烯混合液按照质量百分比由以下原料制成：无水乙醇溶液70％、石墨烯粉末20％、表面活性剂8％和硝酸铜溶液2％。