电缆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆领域，具体公开了一种电缆，由多根碳基导体纤维绞合或编织而成。本发明专利技术实施例中的电缆能够满足航天领域的航天电力传输需求，使其具有更高的柔性，减轻了电缆的重量，并且工艺简单，适用于工业化生产。

Cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
电缆及其制备方法
本专利技术实施例涉及电缆领域，特别涉及一种电缆及其制备方法。
技术介绍
当前商业航天发展势头迅猛，航天电缆在满足电传输性能之外，还需要满足轻质，高柔顺性，弯折下性能不减的可靠性，耐高低温，耐辐照等各类极端环境要求，是电缆行业的高端产品。现有的航天电缆一般采用银、铜等单一或多种金属材料作为传输导体材料，其本征特性使得线缆减重难度极高，同时金属材料固有的重量使得线缆的柔性较差。更是难以满足日渐热门的高空飞行器，近轨道小型飞行器和小卫星及星座等新兴应用的需求。综上所述，目前亟需提供一种新型的电缆。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种电缆及其制备方法，能够满足航天领域的航天电力传输需求，使其具有更高的柔性，减轻了电缆的重量，并且工艺简单，适用于工业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面实施例提供了一种电缆，由多根碳基导体纤维绞合或编织而成。另外，本专利技术的一种电缆还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述碳基导体纤维的直径为1um-150um。优选地，所述碳基导体纤维的直径可以为30um-100um。具体地，所述碳基导体纤维的直径可以为30um、60um、100um。根据本专利技术的一个实施例，所述碳基导体纤维包括碳基纤维。根据本专利技术的一个实施例，所述碳基导体纤维还包括于所述碳基纤维的表面包覆的金属层。根据本专利技术的一个实施例，所述碳基纤维选自碳纳米管纤维、石墨烯纤维、碳纤维中的任一种。优选地，所述碳基纤维可以为碳纳米管纤维，当然也可以是石墨烯纤维或碳纤维。所述金属层选自铜层、银层、铁层、铝层、镍层、钴层、金层中的任一种或两种以上的混合。所述金属层的厚度为1nm-30um。优选地，所述金属层的厚度可以为1-30um，具体可以为1nm、15um、30um。此外，本专利技术的第二方面实施例提供了一种上述电缆的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将多根碳基导体纤维进行绞合或编织处理。另外，本专利技术的一种上述电缆的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，还包括以下步骤：所述碳基导体纤维包括碳基纤维以及在所述碳基纤维的表面形成的金属层；将多根表面形成有金属层的碳基导体纤维进行拉拔处理后再进行绞合或编织处理。根据本专利技术的一个实施例，采用电镀、化学镀、真空离子溅射法或真空蒸镀法在所述碳基导体纤维的表面形成金属层。优选地，采用电镀法在所述碳基导体纤维的表面形成金属层。根据本专利技术的一个实施例，所述绞合的条件为：绞合速度0.1-100m/min，绞距0.3mm-30mm。优选地，绞合速度可以为0.1m/min、50m/min、100m/min，绞距可以为0.3mm、15mm、30mm。本专利技术实施例相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1、本专利技术实施例中的电缆采用多根碳基导体纤维绞合或编织而成，无需再包覆屏蔽层、绝缘保护层等，使得本实施例中的电缆结构更简单、重量更轻、柔软性更高、可弯折性更高，且具有便于打结并能够快速解开的优点；2、绞合是针对多根碳基导体纤维进行有一定取向和捻度的组装，其将多根碳基导体纤维通过界面作用形成合力，更加适用于工业化生产；3、在未进行拉拔处理之前，金属层与碳基纤维之间存在金属与非金属的界面结合问题，导致表面包覆有金属层的碳基纤维呈现非紧密状态的颗粒状，导电性仅能达到105-106S/m，用其做成的电线电阻较大，发热较大。本实施例将绞合后的碳基导体纤维再进行拉拔处理，使得碳基导体纤维表面覆盖的金属致密化，从而获得更好的电性能，其电性能可达107S/m。此外，拉拔处理还能够提高碳基导体纤维的力学性能和柔性；4、本专利技术实施例中的电缆在航天电力传输领域的应用性能较优。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是为本专利技术实施例1中电缆打结的照片；图2是为图1中电缆被解开的照片；图3是为实施例4中拉拔处理后的碳基纤维的SEM扫描电镜图；图4是为对比例1中未经拉拔处理的碳基纤维的SEM扫描电镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。实施例1本实施例涉及一种电缆，电缆的整个导电线芯使用多根碳基导体纤维绞合而成，其中，碳基导体纤维包括碳基纤维，碳基纤维可以选自碳纳米管纤维，直径为30um，整个导电线芯的直径为0.1mm，即电缆的整体直径为0.1mm。具体制备该电缆的方法包括以下步骤：将多根碳基导体纤维进行绞合处理。其中，绞合的速度可以为0.1m/min，绞距可以为0.3mm。经检测，电缆的直流电阻≤0.1Ω/m，抗拉强度≥600N，如图1-2所示，本实施例中的电缆可以任意半径甚至0半径打结并解开，打结的弯曲半径不高于0.3mm，单位长度电缆重量低于同直径传统电缆的50％，减重效果明显。实施例2本实施例涉及一种电缆，电缆的整个导电线芯使用多根碳基导体纤维编织而成，其中，碳基导体纤维包括碳基纤维，碳基纤维可以选自碳纳米管纤维，直径为30um，整个导电线芯的直径为0.1mm，即电缆的整体直径为0.1mm。具体制备该电缆的方法包括以下步骤：将多根碳基导体纤维进行编织处理。经检测，电缆的直流电阻≤0.1Ω/m，抗拉强度≥600N，可以任意半径甚至0半径打结并解开，打结的弯曲半径不高于0.3mm，单位长度电缆重量低于同直径传统电缆的50％，减重效果明显。实施例3本实施例涉及一种电缆，电缆的整个导电线芯使用多根碳基导体纤维编织而成，其中，碳基导体纤维的直径为100um，碳基导体纤维包括碳基纤维以及于碳基纤维的表面包覆的铜层，铜层厚度为1um，其中，碳基纤维可以选自碳纳米管纤维，整个导电线芯的直径约3.0mm，电缆整体直径3.0mm。具体制备该电缆的方法包括以下步骤：将多根碳基导体纤维进行编织处理。碳基导体纤维包括碳基纤维以及在碳基纤维的表面形成的铜层；将碳基导体纤维进行拉拔处理后再进行编织处理。优选地，铜层可以通过化学镀的方法形成于碳基纤维的表面。需要说明的是，本实施例中对表面电镀有铜层的碳基纤维进行拉拔处理，使得碳基纤维表面覆盖的铜更加致密，同时还减小了碳基纤维的直径，提高了其电性能，使其电性能可达107S/m。经检测，其直流电阻≤0.1Ω/m，抗拉强度≥500N，可以任意半径甚至0半径打结并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆，其特征在于，由多根碳基导体纤维绞合或编织而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种电缆，其特征在于，由多根碳基导体纤维绞合或编织而成。


2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述碳基导体纤维的直径为1um-150um。


3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述碳基导体纤维包括碳基纤维。


4.根据权利要求3所述的电缆，其特征在于，所述碳基导体纤维还包括于所述碳基纤维的表面包覆的金属层。


5.根据权利要求3或4所述的电缆，其特征在于，所述碳基纤维选自碳纳米管纤维、石墨烯纤维、碳纤维中的任一种或两种及以上的混合。


6.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述金属层选自铜层、银层、铁层、铝层、镍层、钴层、金层中的任一种或两种以上的混合。


7.根据权利要求4所述的电缆，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨名，侯红亮，王卫兵，赵志勇，赵大龙，
申请(专利权)人：河北碳垣纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13