采用压辊加工铜基-石墨烯的装置制造方法及图纸

本申请提供一种采用压辊加工铜基‑石墨烯的装置。该装置包括：基体，包括加工区域和设置于所述加工区域的加工平台，所述加工区域设置为无氧区域；加工机构，用于将铜基‑石墨烯叠层加热至500℃～900℃，以及压辊，转动设置于所述加工区域内，与所述加工平台之间预设有用于热压铜基‑石墨烯叠层的热压间隙。通过实验验证，采用该方案加工出的铜基‑石墨烯复合材料的导电率和力学性能更优。

A device for processing copper base graphene by pressing roller

【技术实现步骤摘要】
采用压辊加工铜基-石墨烯的装置
本申请涉及铜基-石墨烯加工
，具体而言，涉及一种采用压辊加工铜基-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，石墨烯常常作为理想填料用来制备复合材料。现有技术中，可以采用化学气相沉积法将碳源裂解后在铜箔表面沉积生长形成石墨烯，以制备得到铜基-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压辊加工铜基-石墨烯的装置，能够对铜基底生长石墨烯的铜基-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：一种采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，包括：基体，包括加工区域和设置于所述加工区域的加工平台，所述加工区域设置为无氧区域；加热机构，用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及压辊，转动设置于所述加工区域内，与所述加工平台之间预设有用于热压铜基-石墨烯叠层的热压间隙。可选的，所述装置还包括内箱体和外箱体，所述内箱体设置于所述外箱体的内部，所述内箱体包围的区域为所述加工区域，所述外箱体包围的区域为无氧密封区域，所述加工区域与所述无氧密封区域连通。可选的，所述装置还包括在热压之前预热铜基-石墨烯叠层的预热机构，所述预热机构设置于所述外箱体内。可选的，所述预热机构包括电磁感应加热器。可选的，所述装置还包括用于增加铜基-石墨烯叠层热压时间的压力保持机构，所述压力保持机构包括链环式压板和动力机构，所述动力机构带动所述链环式压板循环输入和输出所述加工区域，在加工区域内，所述压辊通过所述链环式压板热压铜基-石墨烯叠层。可选的，所述链环式压板由多块首尾相接且彼此相对活动的子板拼接而成，各所述子板被循环输入和输出所述加工区域，在加工区域内，所述压辊通过所述子板压合铜基-石墨烯叠层。可选的，所述加工区域内设置有多个所述压辊，所述压辊并排布置。可选的，所述内箱体与所述外箱体开设有供所述压辊的轴部伸出的接口，所述装置还包括设置于所述接口处的多道密封机构。可选的，所述多道密封机构包括第一道密封机构，所述第一道密封机构包括密封材料，所述密封材料填充于所述内箱体与所述轴部之间的间隙内。可选的，所述第一道密封机构还包括间隔设置于轴部的第一O形圈和第二O形圈，所述第一O形圈、所述第二O形圈、所述轴部以及所述内箱体四者共同围成环形密封空间，粉末状的密封材料填充于所述环形密封空间内。可选的，所述多道密封机构还包括第二道密封机构，所述第二道密封机构包括环绕于所述轴部的密封腔以及填充于所述密封腔内的润滑脂，所述润滑脂用作密封介质。可选的，所述装置包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和所述第二固定件分别套设于轴部，并且与轴部密封接合，其中，第一固定件和第二固定件均与所述外箱体固定连接，所述第一固定件与所述第二固定件之间留有间隙，该间隙形成所述密封腔。可选的，所述装置还包括冷却机构，所述冷却机构用于与所述压辊的轴部进行热交换。可选的，所述内箱体与所述外箱体围成腔体，所述腔体内填充冷却介质，所述腔体的侧壁与所述吸热材料接触。可选的，所述腔体靠近所述轴部的内轮廓面为曲形内轮廓面。可选的，所述装置还包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述温度控制器电连接，所述温度控制器根据所述温度传感器的温度数据控制所述加工区域的温度，所述温度传感器设置于所述加工平台内。可选的，所述加工平台设置为分体式结构，靠近所述压辊的部分由模具钢制成。可选的，所述装置还包括进料输送辊，所述进料输送辊设置于所述加工平台的进料侧，用于将铜基-石墨烯叠层输送至所述加工平台，所述加工平台的上表面朝向所述进料输送辊延伸，与所述进料输送辊在顶点处衔接。可选的，所述加工区域内设置有加热机构，所述加热机构设置于所述内箱体的内壁和/或所述压辊内。可选的，所述装置还包括限位机构，所述限位机构用于限制铜基-石墨烯叠层被压合后沿宽度方向的延展量。可选的，所述装置还包括保护气体通入机构，所述保护气体通入机构用于向所述加工区域通入防止铜基-石墨烯叠层氧化的保护性气体。可选的，所述热压间隙设置为铜基-石墨烯叠层总厚度的80％～99％。可选的，所述压辊具有多个安装位置，在不同的安装位置处，所述压辊与所述加工平台之间的热压间隙不同。可选的，所述装置还包括转动设置的放料辊和收料辊，所述放料辊设置于所述基体的入料侧，用于向所述加工区域提供带状的铜基-石墨烯叠层，所述收料辊设置于所述基体的出料侧，用于收卷热压后的带材。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压辊加工铜基-石墨烯的装置，该装置包括压辊，以及500℃～900℃的无氧加工区域，在加工区域内，通过设置压辊与加工平台之间的热压间隙，通过压辊的压力将铜基-石墨烯叠层(多层叠置的铜基-石墨烯复合材料)压接成一体式结构，从而形成铜基-石墨烯依次交替层叠的铜基-石墨烯复合材料，经试验验证，该铜基-石墨烯复合材料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压辊加工铜基-石墨烯的装置的部分结构的示意图；图2是图1中的D-D视图；图3是图2中部分结构的放大视图；图4是本申请一示例性实施例示出的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置的部分结构的俯视图。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，包括：/n基体(11)，包括加工区域(110)和设置于所述加工区域(110)内的加工平台(112)，所述加工区域(110)设置为无氧区域；/n加热机构(20)，用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及/n压辊(12)，转动设置于所述加工区域(110)内，与所述加工平台(112)之间预设有用于热压铜基-石墨烯叠层(80)的热压间隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，包括：
基体(11)，包括加工区域(110)和设置于所述加工区域(110)内的加工平台(112)，所述加工区域(110)设置为无氧区域；
加热机构(20)，用于将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃；以及
压辊(12)，转动设置于所述加工区域(110)内，与所述加工平台(112)之间预设有用于热压铜基-石墨烯叠层(80)的热压间隙。


2.根据权利要求1所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述装置(10)还包括内箱体(13)和外箱体(14)，所述内箱体(13)设置于所述外箱体(14)的内部，所述内箱体(13)包围的区域为所述加工区域(110)，所述外箱体(14)包围的区域为无氧密封区域，所述加工区域(110)与所述无氧密封区域连通。


3.根据权利要求2所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述装置(10)还包括在热压之前预热铜基-石墨烯叠层的预热机构(16)，所述预热机构(16)设置于所述外箱体(14)内。


4.根据权利要求3所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述预热机构(16)包括电磁感应加热器。


5.根据权利要求1所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述装置(10)还包括用于增加铜基-石墨烯叠层(80)热压时间的压力保持机构(17)，所述压力保持机构(17)包括链环式压板和动力机构，所述动力机构带动所述链环式压板循环输入和输出所述加工区域(110)，在加工区域(110)内，所述压辊(12)通过所述链环式压板热压铜基-石墨烯叠层(80)。


6.根据权利要求5所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述链环式压板由多块首尾相接且彼此相对活动的子板拼接而成，各所述子板被循环输入和输出所述加工区域(110)，在加工区域(110)内，所述压辊(12)通过所述子板热压铜基-石墨烯叠层(80)。


7.根据权利要求5所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述加工区域(110)内设置有多个所述压辊(12)，所述压辊(12)并排布置。


8.根据权利要求2所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述内箱体(13)与所述外箱体(14)开设有供所述压辊(12)的轴部(120)伸出的接口，所述装置(10)还包括设置于所述接口处的多道密封机构。


9.根据权利要求8所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述多道密封机构包括第一道密封机构，所述第一道密封机构包括密封材料(50)，所述密封材料(50)填充于所述内箱体(13)与所述轴部(120)之间的间隙内。


10.根据权利要求9所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述第一道密封机构还包括间隔设置于轴部的第一O形圈(40)和第二O形圈(42)，所述第一O形圈(40)、所述第二O形圈(42)、所述轴部(120)以及所述内箱体(13)四者共同围成环形密封空间，粉末状的密封材料(50)填充于所述环形密封空间内。


11.根据权利要求8所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装置，其特征在于，所述多道密封机构还包括第二道密封机构，所述第二道密封机构包括环绕于所述轴部(120)的密封腔(30)以及填充于所述密封腔(30)内的润滑脂，所述润滑脂用作密封介质。


12.根据权利要求11所述的采用压辊加工铜基-石墨烯的装...

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