[发明专利]铜基石墨烯复合中心导体及其制造方法及射频同轴电缆

说明书

本发明公开了射频同轴电缆的铜基石墨烯复合中心导体，包括铜基中心导体，在铜基中心导体的表面涂覆有石墨烯层，所述石墨烯层由石墨烯浆液涂布于铜基中心导体制得；本发明还公开一种射频同轴电缆，包括铜基石墨烯复合中心导体、介电层、屏蔽层及护套；本发明还公开了一种铜基石墨烯复合中心导体的制造方法，包括：步骤（1）：将石墨烯浆液均匀涂覆于铜基中心导体的表面，所述石墨烯浆液由去离子水、水性分散剂及石墨烯粉体组成；步骤（2）：石墨烯固化：将表面均匀涂覆有石墨烯浆液的铜基中心导体依次经过预热温区、前中温区、高温区、后中温区及冷却温区后得到铜基石墨烯复合中心导体。本发明具有能降低导体的射频传输损耗的优点。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及铜基石墨烯复合中心导体及其制造方法、以及由其制备得到的射频同轴电缆。

背景技术

众所周知，高频信号在导体内传输时存在趋肤效应，使用同轴电缆传输超高频的射频信号时，射频频率越高，趋肤深度就越小，导体载流截面积也越小，造成射频损耗就越大。

例如在常温状态下，用外径0.3mm的铜丝导体传输3GHZ的射频信号，趋肤深度d为2.09um，载流截面积Sf＝πx D²-πx(D-d)²,为3.93x10^-3mm²，而传输10GHZ的射频信号，趋肤深度就只有0.66um，载流截面积为1.24x10^-3mm²；根据交流趋肤射频电阻Rac＝(ρx L)/Sf，在导电率相同的前提下，单位长度的导体射频信号的传输损耗明显增加了。

如果需要降低导体的传输损耗，就需要降低交流趋肤效应射频电阻，1)增加载流截面积，在传输射频信号频率相同的前提下，只有通过增加导体直径D，才能相应增加载流截面积，降低射频传输损耗，但是增加导体直径，相应电缆外径、重量都相应增加，电缆体积、成本都会相应增加；2)降低导体电阻率ρ，或者说提高导体电导率。

目前导体所用的材料是铜，其导电率在有色金属中(除了银)已经是最高的了。石墨烯(graphene)是由碳原子按照六边形排列连接而成的二维薄膜材料，单层石墨烯只有一个碳原子的厚度即0.335nm，其拉伸强度和弹性模量可达125gpa和1.1tpa，结构稳定，耐腐蚀，耐氧化，电子迁移率可达到2×105cm2/v·s，约为硅中电子迁移率的140倍，电导率可达100ms/m，大于纯铜的58ms/m。

由于石墨烯的电导率要比纯铜高出1.7倍，因此将石墨烯涂覆于铜基导体表面是降低导体的射频传输损耗的有效思路。但是在铜基导体表面涂覆石墨烯材料，主要两个技术难题：(1)如何配制出电阻率低的石墨烯浆液；(2)石墨烯浆液的固化效果差。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能降低导体的射频传输损耗的铜基石墨烯复合中心导体。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：射频同轴电缆的铜基石墨烯复合中心导体，包括铜基中心导体，在铜基中心导体的表面涂覆有石墨烯层，所述石墨烯层由石墨烯浆液涂布于铜基中心导体制得。

进一步地，前述的射频同轴电缆的铜基石墨烯复合中心导体，其中：石墨烯浆液由去离子水、水性分散剂、以及石墨烯粉体组成，所述水性分散剂为德国毕克化学生产的型号为BYK-2012的水性分散剂，石墨烯粉体选用5-10层石墨烯；所述去离子水、水性分散剂、石墨烯粉体三者的重量比为：去离子水:水性分散剂:石墨烯粉体＝10±5％:1±5％:1.4±5％。

进一步地，前述的射频同轴电缆的铜基石墨烯复合中心导体，其中：石墨烯浆液中的去离子水、水性分散剂、石墨烯粉体三者的重量比为：去离子水:水性分散剂:石墨烯粉体＝10:1:1.4。

通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：能降低趋肤效应下的射频电阻，达到降低导体的射频传输损耗的目的。

本发明的第二个目的是提供一种能降低导体的射频传输损耗的射频同轴电缆。