一种铜基石墨烯光纤电缆制造技术

一种铜基石墨烯光纤电缆，包括：石英光纤纤芯，石英光纤包层，铜镀层，石墨烯层，保护绝缘层，单根铜基石墨烯光纤；其特征在于石英光纤纤芯外层包裹一层石英光纤包层，在石英光纤包层上镀上一层铜镀层，在铜镀层的外层沉积生长一层石墨烯层，构成单根铜基石墨烯光纤。石墨烯导电层是电力传输介质，内部的石英光纤是光信号传输介质，光信息信号从石英光纤传输，在同一根铜基石墨烯光纤电缆里实现电力和光信号的同步传输。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种铜基石墨烯光纤电缆，包括：石英光纤纤芯，石英光纤包层，铜镀层，石墨烯层，保护绝缘层，单根铜基石墨烯光纤；其特征在于石英光纤纤芯外层包裹一层石英光纤包层，在石英光纤包层上镀上一层铜镀层，在铜镀层的外层沉积生长一层石墨烯层，构成单根铜基石墨烯光纤。石墨烯导电层是电力传输介质，内部的石英光纤是光信号传输介质，光信息信号从石英光纤传输，在同一根铜基石墨烯光纤电缆里实现电力和光信号的同步传输。【专利说明】 一种铜基石墨烯光纤电缆
本技术电力输电领域，具体涉及一种可以同时输送电力和传输信号的电力光缆即一种铜基石墨烯光纤电缆。
技术介绍
电光缆也就是电力光缆是指把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，一般称作OPGW光缆，还有一种是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，是充分利用电力系统自身的线路资源，特别是电力配网系统，避免在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，使之具有传输电能及通信的双重功能。 从目前来看，电力光纤主要是把金属电缆和石英光纤简单的复合在一起，这样制作工艺复杂，成本高，且由于光纤和电缆简单的复合，由于两种材质属性不一样，导致产品一致性差，且安装使用复杂，难以推广应用。 石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小，同时，石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 ff/ (m.K)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15 000 cm2 / (V.S)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6 Ω._，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。 石墨烯与石英具有很好的亲和力，把石墨烯和光纤结合在一起，形成一种新的石墨烯电光缆，但是石墨烯很难直接附着在石英光纤表层，就目前技术而言，石墨烯层生成也只能在铜、金、钼等几种有限金属基底上生长，而当前在石英光纤上镀层金属工艺，镀铜覆膜是较成熟工艺，把石英光纤先进行金属铜镀膜，在镀膜金属铜上生长石墨烯是石墨烯光纤电缆的一种很好的解决方案。
技术实现思路
为了解决现有石墨烯电光缆存在的问题，解决传统电光缆成本高，安装维护困难控制系统复杂，安全可靠性低问题。本技术提供一种铜基石墨烯光纤电缆。本技术为实现其目的所采取的技术方案:一种铜基石墨烯光纤电缆，包括:石英光纤纤芯，石英光纤包层，铜镀层，石墨烯层，保护绝缘层，单根铜基石墨烯光纤。其特征在于石英光纤纤芯外层包裹一层石英光纤包层，在石英光纤包层上镀上一层铜镀层，在铜镀层的外层沉积生长一层石墨烯层，构成单根铜基石墨烯光纤，由于石墨烯具有高导电性，其电子迁移率是铜的100倍以上，石墨烯导电层是电力传输介质，由于铜的电导率比石墨烯低很多，经过铜镀层的电子较少，对光纤纤芯起到信号屏蔽，使光纤纤芯的光信号不受外层导电层的电信号影响，保证了光信号的稳定性和低衰减性，内部的石英光纤是光信号传输介质，光信息信号从石英光纤传输，在同一根铜基石墨烯光纤电缆里实现电力和光信号的同步传输。 优选的铜基石墨烯光纤，其特征在于单根铜基石墨烯光纤的石英纤芯直径在120-125Mm,铜基石墨烯光纤的直径在121_137Mm，其中，铜镀层的厚度为l_6Mm，石墨烯层的厚度为 0.01-0.005Mm。 优选的铜基石墨烯光纤，其特征在于由1-1000根铜基石墨烯光纤，构成一束铜基石墨烯光缆，外面包裹绝缘层，绝缘层为聚乙烯或聚氯乙烯，构成铜基石墨烯光纤电缆，石墨烯导电层是电力传输介质，内部的石英光纤是光信号传输介质，在同一根铜基石墨烯光纤电缆里实现电力和光信号的同步传输。 优选的石英光纤镀铜方法是湿法化学镀铜方法，主要由可溶性铜盐、还原剂、络合齐U、稳定剂，PH调整剂和去离子水溶液组成的混合液体，单质铜以化学键的固化方式固定在石英光纤的表层。 优选的石墨烯层，其特征在于石墨烯层为二维六角型呈蜂巢晶格的平面单原子层薄膜，附着在铜镀层上的石墨烯层数为1-10层。 石墨烯层在石英光纤铜镀层上直接生长，在一定的石墨烯悬浊液中加入铜镀层石英光纤，经超声振荡，使石墨烯结晶生长在石英光纤的铜镀层上。 优选的石墨烯层在石英光纤铜镀层的生长方式，可以是无氧环境热化学气象沉降法和等离子无氧环境化学气象沉降法在石英光纤铜镀层上生长石墨烯层。 优选的石墨烯层在石英光纤铜镀层的生长方式，可以是含碳的单质或化合物可以粘附在石英光纤铜镀层上或在石英光纤铜镀层旁边，通过气化结晶的方式，生长在石英光纤的铜镀层上。 本技术的有益效果 1、由于采用了石墨烯作为导电体，大大降低了导体的电阻率，提高了输电效率，石墨烯强度大，质量轻便于安装维护，同时，石墨烯耐氧化不腐蚀，使电缆寿命大大加强。 2、在石英光纤的包膜层上首先化学法镀上一层金属铜，使石墨烯层沉积生长在铜镀层上，生产工艺简单，石墨烯附着力强，石墨烯电光缆性能稳定可靠。 3、米用输电和传输信息一体化设计,改变了传统输电和信息传输模式，实现一根电缆具备输电和传输信息的双重功能。 由于采用了上述技术方案，从而使本技术实解决传统电力电缆应用的制约条件，石墨烯与光纤的有机结合，实现了输电的高效，低成本，安全可靠，有利于电力和通信事业的发展。 【专利附图】【附图说明】 以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 图1为本技术一种铜基石墨烯光纤电缆截面结构示意图: 1、石英光纤纤芯，2、石英光纤包层，3、铜镀层，4、石墨烯层，5、保护绝缘层，6、单根铜基石墨稀光纤。 【具体实施方式】 结合具体实施例和附图对本技术作进一步介绍，一种铜基石墨烯光纤电缆，包括:石英光纤纤芯1，石英光纤包层2，铜镀层3，石墨烯层4，保护绝缘层5。其特征在于石英光纤纤芯I外层包裹一层石英光纤包层2,在石英光纤包层2上镀上一层铜镀层3,在铜镀层3的外层沉积生长一层石墨烯层4，构成单根铜基石墨烯光纤6，由于石墨烯具有高导电性，其电子迁移率是铜的100倍以上，石墨烯导电层是电力传输介质，由于铜的电导率比石墨烯低很多，经过铜镀层3的电子较少，对光纤纤芯I起到信号屏蔽，使光纤纤芯I的光信号不受外层导电层的电信号影响，保证了光信号的稳定性和低衰减性，内部的石英光纤是光信号传输介质，在同一根铜基石墨烯光纤电缆里实现电力和光信号的同步传输。 优选的铜基石墨烯光纤，其特征在于单根铜基石墨烯光纤的石英纤芯I直径在120-125Mm,铜基石墨烯光纤的直径在121_137Mm，其中，铜镀层3的厚度为0.5_本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜基石墨烯光纤电缆，包括：石英光纤纤芯，石英光纤包层，铜镀层，石墨烯层，保护绝缘层，单根铜基石墨烯光纤；其特征在于：石英光纤纤芯外层包裹一层石英光纤包层，在石英光纤包层上镀上一层铜镀层，在铜镀层的外层沉积生长一层石墨烯层，构成单根铜基石墨烯光纤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王干，周兴国，叶春逢，
申请(专利权)人：王干，
类型：新型
国别省市：安徽;34