[发明专利]一种新型复合导线的制备方法及装置

说明书

本发明涉及导线制造领域，公开了一种新型复合导线的制备方法及装置，该制备方法如下：将表面带有石墨烯层的金属箔缠绕包裹在芯材的外表面，再经热压成型得到新型复合导线。该制备装置包括一体化复合腔室、放线机构、收线机构和放料辊，一体化复合腔室内设有石墨烯生长区、缠绕上料区和热压成型区，放线机构用于放出芯材，收线机构用于收卷芯材，芯材贯穿缠绕上料区和热压成型区，放线机构和收线机构均能使芯材自转。本发明所制备的新型复合导线，其径向截面具有若干层交替的金属层和石墨烯层，因此其具有高导电率、传输能耗小的优点，且石墨烯层不易受损，不易脱落，产品质量高。该制备方法具有工艺简单、生产效率高、成品率高的优点。

技术领域

本发明涉及导线制造领域，具体涉及一种新型复合导线的制备方法及装置。

背景技术

随着传导、传输等技术领域的不断发展，对导体的传导性能提出了更高要求。为提高导体的传导性能，人们经研究发现，通过旋转提拉法制备单晶的技术而得到的铜单晶导线具有比纯银更高的导电率，但此技术生产条件苛刻，成品率低，成本昂贵，并不适用于工业大规模生产。因此，目前，为使得传统导线如铜基导线满足传导需求，往往是通过提高铜基导线的直径，但这样的方式不仅造成贵金属材料的大量消耗，还由于导线重量和体积的增加而加重了导线对辅助支撑结构造成的负担。

石墨烯作为一种具有高导电率、高电子迁移率的材料，其在传导、传输等技术领域中的应用被人们寄予厚望。如果能将石墨烯应用在导线上，从而提高导线的导电性能，如此就能够避免采用提高传统导线的直径来满足传导需求的方式，这无疑是具有重大意义的。

目前，公开号为CN111292901A的中国发明专利申请文件公开了一种碳导线的制备方法及其制备设备，其在金属基材内芯的外表面附着石墨烯溶液，干燥石墨烯溶液后在金属基材内芯的表面形成石墨烯层，得到碳导线。但是，上述发明专利申请文件存在的问题是，由于其仅是在金属基材内芯的外表面形成了一层石墨烯层，导线的整体导电性能的提高程度有限，且石墨烯层暴露在外容易受到损伤甚至脱落，从而影响导线的整体导电性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型复合导线的制备方法及装置，用于解决现有技术中石墨烯层在金属基材内芯外表面容易受损而影响整体导电性能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种新型复合导线的制备方法：将表面带有石墨烯层的金属箔缠绕包裹在芯材的外表面，再经热压成型得到新型复合导线，所述新型复合导线的径向截面具有若干层交替的金属层和石墨烯层。

可选地，所述芯材选自铜、铝、银和金中的一种。

可选地，所述芯材的直径为0.1～1000mm。

可选地，所述金属箔选自铜、银、金和钯中的一种。

可选地，所述金属箔的厚度为1～500μm。

可选地，所述金属箔上石墨烯层的层数为1～5层。

可选地，金属箔表面的石墨烯层是通过化学气相沉积法制得的。

可选地，化学气相沉积法中，金属箔上生长石墨烯的温度为800～1200℃。

本发明还提供一种由上述制备方法制得的新型复合导线。

如上所述，本发明的一种新型复合导线的制备方法，具有以下有益效果：本发明将表面带有石墨烯层的金属箔缠绕包裹在芯材的外表面，再经热压成型后得到的新型复合导线，其径向截面具有若干层交替的金属层和石墨烯层。相较于现有技术中直接在金属芯材外表面形成石墨烯层而言，本发明中的石墨烯层不易受到损伤，也不易脱落，且即使外层的石墨烯层受到损伤甚至脱落，内层的石墨烯层仍完好无损，新型复合导线仍能具有优良的导电性能。并且，本发明中的新型复合导线具有高导电率，节约贵金属，传输能耗小。