定向石墨烯合金复合材料的制备方法及其制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于材料技术领域，涉及定向石墨烯合金复合材料制备方法及其制备装置。该方法包括以下步骤：(1)将石墨烯、炭黑和金属混合熔炼；(2)熔炼混匀的石墨烯合金熔体经磁场调节，内部石墨烯定向排布，在磁场调节的过程中，熔体冷却包裹金属丝，磁场方向与金属丝轴向平行；(3)将包裹石墨烯合金的金属丝通过拉伸模具拉出，将拉出的石墨烯合金导线进行淬火，冷却后制得所述定向石墨烯合金复合材料。本发明专利技术在材料制备阶段向其中添加二维石墨烯，并在定向磁场作用下使其沿轴线方向定向排布，利用石墨烯面内超高导电性的特点，大幅提高其导电率。

Preparation of directional graphene alloy composites and its preparation device

The invention belongs to the field of material technology, and relates to a preparation method and a preparation device of directional graphene alloy composite material. The method includes the following steps: (1) melting graphene, carbon black and metal; (2) melting homogeneous graphene alloy melt through magnetic field regulation, internal graphene orientation arrangement, in the process of magnetic field regulation, the melt cooling wrapped wire, magnetic field direction parallel to the wire axis; (3) pulling out the metal wire wrapped graphene alloy through drawing die to pull out the drawn graphite. The directional graphene alloy composite material is prepared by quenching the alkene alloy wire and cooling it. The invention adds two-dimensional graphene to the material during the preparation stage, and directionally arranges the graphene along the axis direction under the action of directional magnetic field. The conductivity of the graphene is greatly improved by utilizing the characteristics of ultra-high conductivity in the plane.

【技术实现步骤摘要】
定向石墨烯合金复合材料的制备方法及其制备装置
本专利技术属于材料
，涉及定向石墨烯材料，具体涉及定向石墨烯合金复合材料的制备方法及其制备装置。
技术介绍
铝元素在地球上储量丰富，导电性良好(铝合金电阻率约为铜的1.68倍)，其价格也较为低廉，因此在电工行业得到了巨大应用与发展。20世纪初，铝合金导线被首先应用于高压输电线路，之后在全世界范围得到了飞跃发展。目前在高压、超高压和特高压架空输电线路中应用最为广泛和成熟的是普通的钢芯铝绞线，其导电率一般为61％IACS，但是随着我国经济的快速发展，电力需求逐年攀升，如何提高输电效率、降低线路损耗等问题对电力建设部门及研究工作者提出了挑战。输电线路损耗主要包括电阻损耗和电晕损耗两方面，在后者基本相同的情况下，输电线路损耗主要由前者决定，提高导电率是降低输电损耗的一种有效方法，因此高导电率铝导体材料应运而生，前人对提高导线的导电性能的方法一般通过优化合金元素配比、改善热处理工艺或复合变质等方法，这些方法只能小幅度提升其导电性，提升空间有限。中国专利CN201711259430.9公开了一种利用定向凝固技术的制备方法，制备石墨烯/金属复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按质量百分比称取石墨烯、炭黑和金属，恒温真空熔炼，混匀石墨烯和金属；(2)将步骤(1)制得的熔炼混匀的石墨烯合金熔体经磁场调节，熔体内部石墨烯定向排布，磁场调节的过程中，将熔体冷却包覆金属丝，磁场方向与金属丝轴向平行；(3)将包裹石墨烯合金的金属丝通过拉伸模具拉出，将拉出的石墨烯合金导线进行淬火，冷却后制得所述定向石墨烯合金复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按质量百分比称取石墨烯、炭黑和金属，恒温真空熔炼，混匀石墨烯和金属；(2)将步骤(1)制得的熔炼混匀的石墨烯合金熔体经磁场调节，熔体内部石墨烯定向排布，磁场调节的过程中，将熔体冷却包覆金属丝，磁场方向与金属丝轴向平行；(3)将包裹石墨烯合金的金属丝通过拉伸模具拉出，将拉出的石墨烯合金导线进行淬火，冷却后制得所述定向石墨烯合金复合材料。2.根据权利要求1所述的定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属包括锡、铬、钴、铂、钨、锆和铝。3.根据权利要求2所述的定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯、炭黑和金属的质量百分比为，石墨烯为1.0wt％～5.0wt％，炭黑为0.9wt％～1.5wt％，锡为1.3wt％～2.2wt％、铬为0.7wt％～1.6wt％、钴为0.5wt％～3.5wt％、铂为0.2wt％～0.6wt％、钨为0.8wt％～1.8wt％、锆为0.5wt％～0.9wt％，余量为铝，以上组分质量百分比之和为100％。4.根据权利要求3所述的定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中恒温真空熔炼过程，恒温温度为790～850℃，真空度为0.1～1.0Pa，熔炼时间3～6h，步骤(2)中冷却温度为430～470℃；步骤(3)中淬火温度为120～160℃，淬火时间为1h。5.根据权利要求3所述的定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中磁场强度为0.5～5T。6.根据权利要求1-5任一项所述的定向石墨烯合金复合材料的制备方法，其特征在于，将石墨烯、炭黑和金属加入配套加工装置，真空条件下高温熔炼，搅拌混匀后，在出料管道对石墨烯铝合金熔体进行降温冷却、包裹在金属丝表面，在冷却过程中受定向磁场调节，将包裹冷却熔体的金属丝通过拉伸模具拉出，制得所述高导电复合材料。7.一种定向石墨烯合金复合材料的制备装置，其特征在于，包括混合部、出料部、包裹部和拉伸部；所述混合部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊竺，姜小川，田博，董豪聪，王洪炜，
申请(专利权)人：厦门十一维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35