采用模具加工铜基-石墨烯的装置制造方法及图纸

本申请提供一种采用模具加工铜基‑石墨烯的装置。该装置包括：箱体，所述箱体的内腔为加工区域，所述加工区域设为无氧区域；加热机构，设置于所述加工区域内，用于将铜基‑石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及静模和动模，均设置于所述加工区域内，所述静模在所述加工区域内固定设置，所述静模包括型腔，铜基‑石墨烯叠层放置于所述型腔内，所述动模具有靠近所述静模进而热压所述型腔内铜基‑石墨烯叠层的热压行程。经试验验证，热压后的铜基‑石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。

A Device for Processing Copper-based Graphene by Die

【技术实现步骤摘要】
采用模具加工铜基-石墨烯的装置
本申请涉及铜基-石墨烯加工
，具体而言，涉及一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置。
技术介绍
石墨烯是sp2杂化碳原子紧密堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，石墨烯具有优异的综合性能，抗拉强度为125Gpa，弹性模量为1.0Tpa，热导率为5300W/(m·k)，电子迁移率为2×105cm2(v·s)，因此，石墨烯常作为理想填料用来制备复合材料。现有技术中，采用化学气相沉积法可以将碳源裂解后在铜箔表面沉积生长形成石墨烯，从而制得到铜基石墨烯复合材料。然而，在实际应用中，为了使铜基-石墨烯复合材料具备高导电率和更优的力学性能，需要将采用上述方法制备出的铜基-石墨烯复合材料进一步加工。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置，能够对铜基-石墨烯复合材料再次进行加工，以满足高导电率以及更优的力学性能的要求。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置，包括：箱体，所述箱体的内腔为加工区域，所述加工区域为无氧区域；加热机构，设置于所述加工区域内，用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及静模和动模，均设置于所述加工区域内，所述静模在所述加工区域内固定设置，所述静模包括型腔，铜基-石墨烯叠层放置于所述型腔内，所述动模具有靠近所述静模进而热压所述型腔内铜基-石墨烯叠层的热压行程。可选的，所述箱体包括进料口和出料口，所述装置还包括用于将片状的铜基-石墨烯叠层输入所述加工区域的输送机构，所述输送机构用于将铜基-石墨烯叠层从所述进料口输入，以及将热压后的材料从所述出料口输出。可选的，所述输送机构包括输送载体，所述输送载体具有输送行程，且包括多个用于固定铜基-石墨烯叠层的固定位置，铜基-石墨烯叠层固定于所述固定位置，在所述输送行程中，固定于所述固定位置的铜基-石墨烯叠层通过动模热压于所述型腔内。可选的，所述输送机构还包括放卷机构和收卷机构，所述放卷机构与所述收卷机构分别具有转动行程，所述放卷机构与所述收卷机构在所述转动行程中共同带动所述输送载体产生所述输送行程。可选的，所述装置还包括导向驱动轮，所述导向驱动轮成组设置，每组导向驱动轮在所述输送载体的上下两侧相对设置且反向转动，用于引导和驱动所述输送载体。可选的，所述装置还包括第一封装箱体，所述第一封装箱体设置于所述箱体的进料侧，用于封装位于所述进料侧的所述输送机构，所述第一封装箱体与所述箱体相接，接合部位环绕所述进料口，所述第一封装箱体的内部设为无氧区域，和/或所述装置还包括第二封装箱体，所述第二封装箱体设置于所述箱体的出料侧，用于封装位于所述出料侧的所述输送机构，所述第二封装箱体与所述箱体相接，接合部位环绕所述出料口，所述第二封装箱体的内部设为无氧区域。可选的，所述装置还包括第一密封机构，所述第一密封机构密封所述进料口，和/或，所述装置还包括第二密封机构，所述第二密封机构密封所述出料口。可选的，所述第一密封机构与所述第二密封机构中的至少一者包括密封挡板和连接件，所述密封挡板通过所述连接件活动设置于所述箱体，所述密封挡板具有密封所述进料口和解除密封所述进料口的活动行程。可选的，所述输送载体包括镂空，铜基-石墨烯叠层固定于所述镂空处。可选的，所述加热机构包括电源，所述静模与所述动模均由导电材料制成，所述电源的一端与所述静模连接，另一端与所述动模连接，所述动模与所述静模通过铜基-石墨烯叠层导通，流经于铜基-石墨烯叠层的电流用于加热铜基-石墨烯叠层。可选的，所述动模包括热压铜基-石墨烯叠层的压头部分和与所述压头部分连接的连接部分，所述连接部分用于与压力机连接，所述压头部分与所述连接部分可拆卸连接。可选的，所述动模还包括隔热件，所述压头部分与所述连接部分之间设置有所述隔热件。可选的，所述装置还包括温度传感器和温度控制器，所述温度控制器根据所述温度传感器获得的温度数据控制所述加热机构的加热功率，所述温度传感器设置于所述静模和/或所述动模内。可选的，在所述热压行程的终点位置处，所述静模与所述动模之间预留有热压间隙，所述热压间隙为铜基-石墨烯叠层总厚度的80％～99％。可选的，所述装置还包括气体通入机构，所述气体通入机构用于向所述加工区域通入防止铜基-石墨烯叠层中的铜基底发生氧化的保护性气体。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：本申请提供了一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置，该装置包括设置在无氧加工区域内的静模、动模和加热机构，加热机构用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃。静模在加工区域内固定设置，且包括型腔，动模具有靠近静模进而将型腔内的铜基-石墨烯叠层热压成一体式结构的热压行程。热压后，铜基-石墨烯叠层形成一体式的层叠结构，经试验验证，热压后的铜基-石墨烯具有高导电率和优质的力学性能。附图说明图1是本申请一示例性实施例示出的采用模具加工铜基-石墨烯的装置的部分结构的剖视图；图2是本申请一示例性实施例示出的采用模具加工铜基-石墨烯的装置的部分结构的另一剖视图；图3是图1中的D-D视图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。请参考图1至图3，本申请提供一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置，该装置用于将铜基-石墨烯叠层热压成一体式结构，铜基-石墨烯叠层包括多层叠置的铜基-石墨烯膜层。铜基-石墨烯膜层可以通过化学气相沉积的方法制备得到，采用的铜基底的厚度不同，则制备出的铜基-石墨烯膜层的厚度不同，铜基底的厚度通常在7μm～50μm范围之间选择，在铜基底生长的石墨烯层的厚度约为1nm。铜基-石墨烯叠层的层数不限，可以根据实际需求选择。例如，可以分别将20层、60层、80层或100层的铜基-石墨烯叠层热压在一起。热压后，多层铜基-石墨烯叠层形成一体式结构的铜基-石墨烯复合材料，其中，铜层和石墨烯层依次交替层叠。具体的，如图1所示，该装置包括箱体10、静模11、动模12和加热机构(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用模具加工铜基‑石墨烯的装置，其特征在于，包括：箱体(10)，所述箱体(10)的内腔为加工区域(100)，所述加工区域(100)为无氧区域；加热机构，设置于所述加工区域(100)内，用于将铜基‑石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及静模(11)和动模(12)，均设置于所述加工区域(100)内，所述静模(11)在所述加工区域(100)内固定设置，所述静模(11)包括型腔(11a)，铜基‑石墨烯叠层(80)放置于所述型腔(11a)内，所述动模(12)具有靠近所述静模(11)进而热压所述型腔(11a)内铜基‑石墨烯叠层的热压行程。

【技术特征摘要】
1.一种采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，包括：箱体(10)，所述箱体(10)的内腔为加工区域(100)，所述加工区域(100)为无氧区域；加热机构，设置于所述加工区域(100)内，用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及静模(11)和动模(12)，均设置于所述加工区域(100)内，所述静模(11)在所述加工区域(100)内固定设置，所述静模(11)包括型腔(11a)，铜基-石墨烯叠层(80)放置于所述型腔(11a)内，所述动模(12)具有靠近所述静模(11)进而热压所述型腔(11a)内铜基-石墨烯叠层的热压行程。2.根据权利要求1所述的采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述箱体(10)包括进料口(10a)和出料口(10b)，所述装置还包括用于将铜基-石墨烯叠层输入所述加工区域(100)的输送机构(13)，所述输送机构(13)用于将铜基-石墨烯叠层从所述进料口(10a)输入，以及用于将热压后的材料从所述出料口(10b)输出。3.根据权利要求2所述的采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述输送机构(13)包括输送载体(130)，所述输送载体(130)具有输送行程，且包括多个用于固定铜基-石墨烯叠层的固定位置，铜基-石墨烯叠层固定于所述固定位置，在所述输送行程中，固定于所述固定位置的铜基-石墨烯叠层通过动模(12)热压于所述型腔(11a)内。4.根据权利要求3所述的采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述输送机构(13)还包括放卷机构(132)和收卷机构(134)，所述放卷机构(132)与所述收卷机构(134)分别具有转动行程，所述放卷机构(132)与所述收卷机构(134)在所述转动行程中共同带动所述输送载体(130)产生所述输送行程。5.根据权利要求3所述的采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述装置还包括导向驱动轮(14)，所述导向驱动轮(14)成组设置，每组导向驱动轮(14)在所述输送载体(130)的上下两侧相对设置且反向转动，用于引导和驱动所述输送载体(130)。6.根据权利要求2所述的采用模具加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述装置还包括第一封装箱体(15)，所述第一封装箱体(15)设置于所述箱体(10)的进料侧，用于封装位于所述进料侧的所述输送机构(13)，所述第一封装箱体(15)与所述箱体(10)相接，接合部位环绕所述进料口(10a)，所述第一封装箱体(15)的内部设为无氧区域，和/或所述装置还包括第二封装箱体(16)，所述第二封装箱体(16)设置于所述箱体(10)的出料侧，用于封装位于所述出料侧的所述输送机构(13)，所述第二封装箱体(16)与所述箱体(10)相接，接合部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明高，李小满，章潇慧，李要君，杨为三，陈强，龚明，孙帮成，栾益锋，
申请(专利权)人：中车工业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11