一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体制造技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，包括涂覆有石墨烯涂料的钢质棒接地体，所述钢质棒(1)的钢棒一头为锥体，所述钢质棒(1)上制备石墨烯层(2)，所述石墨烯层(2)作为导电防腐涂料用于接地体。本发明专利技术提供的纳米导电抗腐蚀接地体，直接在钢质接地体表面涂覆多层石墨稀，利用钢质金属表面生长石墨烯材料替代贵金属(如铜、镍等)制备耐腐蚀导电接地体，或者在钢表面用石墨烯覆盖提高钢棒接地体的抗氧化能力。石墨烯作为以一种独特的二维纳米薄膜，具有良好的结构特性、物理特性和化学特性。本发明专利技术将石墨烯材料作为涂层用于接地体表面，使得金属接地体具备较强的抗氧化、抗腐蚀能力，导电性好，机械强度高，耐磨损等优良特点。从制作成本考虑，石墨烯涂层制备工艺简单，成本低廉，是替代贵金属的理想材料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，包括涂覆有石墨烯涂料的钢质棒接地体，所述钢质棒(1)的钢棒一头为锥体，所述钢质棒(1)上制备石墨烯层(2)，所述石墨烯层(2)作为导电防腐涂料用于接地体。本专利技术提供的纳米导电抗腐蚀接地体，直接在钢质接地体表面涂覆多层石墨稀，利用钢质金属表面生长石墨烯材料替代贵金属(如铜、镍等)制备耐腐蚀导电接地体，或者在钢表面用石墨烯覆盖提高钢棒接地体的抗氧化能力。石墨烯作为以一种独特的二维纳米薄膜，具有良好的结构特性、物理特性和化学特性。本专利技术将石墨烯材料作为涂层用于接地体表面，使得金属接地体具备较强的抗氧化、抗腐蚀能力，导电性好，机械强度高，耐磨损等优良特点。从制作成本考虑，石墨烯涂层制备工艺简单，成本低廉，是替代贵金属的理想材料。【专利说明】一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体
本专利技术涉及一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，尤其是导电抗腐蚀接地装置 中使用的导电涂料。
技术介绍
电力接地是供电系统安全运行以及高科技微弱信号测试的重要保障。接地和防护 技术是国际电工学术研究中十分重要的课题。目前广泛使用的接地体主要是钢质棒、镀铜 钢质棒和镀锌钢质棒，接地体插入地下约2. 5米，一般使用3- 5年后接地体表面金属层会 呈现不同程度的腐蚀，造成接地电阻增加，甚至接地效果丧失，造成安全隐患。尤其是，随着 目前工业电力容量的增加和高科技技术中弱信号检测的需求与日增加，由于接地体长时间 在地下被腐蚀引发的安全和技术事故屡屡发生。为有效遏制该类事故的发生，开发新型导 电抗腐蚀涂料成为目前接地工程中刻不容缓的工作。目前已有的导电防腐涂料主要是纳米 碳或镍粉等涂料，纳米石墨粉在干燥固化过程中易受损使得防腐性能降低，而镍粉颗粒太 细表面即被氧化，从而影响接地体表面导电性能。 石墨烯材料是目前备受关注的材料，具有石墨的导电性质和优良的润滑、耐腐蚀、 耐高温特性。研究表明，石墨烯是目前发现的材料当中强度最高的材料；该材料能够将高强 度、耐高温以及导电优异特性带到复合材料当中，从而可以设计并制备高性能复合材料。同 时石墨烯材料具有十分优异的抗腐蚀特性，石墨烯能使金属表面耐腐蚀性增强数十倍。研 究表明，通过化学气相沉积方法制备石墨烯并紧密贴在铜表面，在盐水中测试耐腐蚀性，结 果显示铜表面耐腐蚀性比未处理的提高了近100倍，大大延长了金属的使用寿命。鉴于石 墨烯材料具有优良的机械性能和高强度性能，作为涂层能更加坚固并抗损伤。因此，将石墨 烯材料作为涂层用于接地体表面，使得金属接地体具备较强的抗氧化、抗腐蚀能力，导电性 好，机械强度高，耐磨损等优良特点。从制作成本考虑，石墨烯涂层制备工艺简单，成本低 廉，是替代贵金属的理想材料。 目前，石墨烯作为一种耐腐蚀膜和防腐涂料复合材料已申请专利技术专利（申请号 201310300323. 8和申请号201210066163. 0)。在接地体方面，可以看到只有纳米石墨粉用 于防腐应用（申请号201220675957. 2)。而将石墨烯作为导电防腐涂料用于接地体还没有。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种纳米导电抗腐蚀涂料应用于接地体的方法，可以有效 提高接地体的抗腐蚀能力并保持良好导电性能，且成本低廉。为实现上述技术目的，达到上 述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现： 本专利技术提供一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，包括涂覆有石墨烯涂料的钢 质棒接地体，所述钢质棒（1)的钢棒一头为锥体，所述钢质棒（1)上制备石墨烯层（2)，所 述石墨烯层（2)作为导电防腐涂料用于接地体。本专利技术本专利技术提供的纳米导电抗腐蚀接地 体，直接在钢质接地体表面涂覆多层石墨稀，利用钢质金属表面生长石墨烯材料替代贵金 属（如铜、镍等）制备耐腐蚀导电接地体，或者在钢表面用石墨烯覆盖提高钢棒接地体的抗 氧化能力。石墨烯作为以一种独特的二维纳米薄膜，具有良好的结构特性、物理特性和化学 特性。石墨烯中的碳原子按六边形晶格排列，SP2杂化的C原子均形成饱和键，故石墨烯具 有优异的物理特性，室温下其电阻率约为10-6 Ω . cm，高于铝、铜等金属，利用化学气相沉积 工艺可在金属表面任意生长单层或者多层的石墨烯，而且石墨烯和金属之间存在较强的范 德华力，石墨烯与金属粘合良好，不易脱落。本专利技术将石墨烯材料作为涂层用于接地体表 面，使得金属接地体具备较强的抗氧化、抗腐蚀能力，导电性好，机械强度高，耐磨损等优良 特点。从制作成本考虑，石墨烯涂层制备工艺简单，成本低廉，是替代贵金属的理想材料。 本专利技术的有益效果是： 1、导电性良好，石墨烯室温下的电阻率约为10-6 Ω. cm，可承受高达108A / cm2的 电流密度，因此石墨烯-钢复合结构具有较好的导电能力 2、抗腐蚀性能优良，石墨烯Sp2杂化的C原子均形成饱和键，因此具有较高的化学 稳定性，不易被腐蚀。 3、成本低廉，石墨烯的主要原料为甲烷、乙烯、乙炔等气体，制备工艺简单，因此石 墨烯-铜复合结构的成本远低于铜钢或镍钢材料。 4、不易磨损，石墨烯具有较高的机械强度，抗断强度可达40N / m，石墨烯之间摩 擦系数较小。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本专利技术的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。 【专利附图】【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1为基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体连结构示意图； 图中标号说明：（1)钢质棒；（2)石墨烯涂层。 【具体实施方式】 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。 参照图1所示，一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，其特征在于：包括涂覆有 石墨烯涂料的钢质棒接地体，所述钢质棒（1)的钢棒一头为锥体，所述钢质棒（1)上制备石 墨烯层（2)，所述石墨烯层（2)作为导电防腐涂料用于接地体。 结合本专利技术的实际使用来看，进一步提供一种纳米导电抗腐蚀接地体的制备方 法，制备工艺如下： 1.钢质接地体的制备： 第一步可定制一批钢质接地棒，直径2-3厘米，长度200-250厘米，钢棒一头呈锥 形，便于击打插入地下，如图1所示； 第二步利用化学气相沉积法在上述钢质棒（1)上制备石墨烯层（2); 第三步利用化学气相沉积法，在上述钢质接地体表面制备石墨烯层（2)。使用的 碳源可以是甲烷、乙烯、乙炔等气体，反应辅助气体为氢气和氩气，其中氢气起还原作用，氩 气起保护作用。基本过程如下：反应中通入氢气和氩气，氢气用于还原去除金属表面的氧化 物，氩气起保护作用。当温度升到第一阶段（600-1KKTC)，保温一段时间，再通入甲烷、乙 烯或者乙炔等碳源。碳源在高温作用下会发生分解，在金属的催化作用下在金属表面生长 成为石墨烯。这样便可形成石墨烯包裹金属钢棒的复合结构，然后等温度下降到室温，将石 墨烯-钢质棒复合结构从反应炉中取出。 下面用实施例阐明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米导电抗腐蚀涂层的接地体，其特征在于：所述钢质棒(1)的钢棒一头为锥体，所述钢质棒(1)上制备石墨烯层(2)，所述石墨烯层(2)作为导电防腐涂料用于接地体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖雷，张晓渝，
申请(专利权)人：苏州雷仕达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32