一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法，属于新材料技术领域。该制备方法包括以下步骤：S11，取镀镍铜丝，清洁；S12，第一次石墨烯镀膜；S13，第二次石墨烯镀膜；S14，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。通过本发明专利技术的方法制备的航空导线，导体直流电阻和抗拉强度性能优异；本发明专利技术的石墨烯镀膜航空导线的制备方法，以镀镍铜丝，进行二次石墨烯镀膜，与一次镀膜得到同样厚度的航空导线相比，导体直流电阻显著降低。导体直流电阻显著降低。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法


[0001]本专利技术属于新材料
，具体涉及一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法。

技术介绍

[0002]飞机上包括多种电子设备，连接各电子设备的导线出现问题，是威胁飞机飞行安全的重大隐患。对于航空导线的要求，除了一般的传输性能外，对于机械强度和重量具有特殊的要求。
[0003]石墨烯因其优异的导电和机械性能被广泛应用于各种复合导线中。CN105374410A公开了一种石墨烯镀膜航空导线及其制备方法。该导线以镀镍或镀银铜丝包覆厚度不大于1nm的石墨烯层形成石墨烯软铜丝，石墨烯软铜丝绞合后形成线芯，线芯外包覆有绝缘。该专利技术的导线的制备方法中，光洁镀镍或镀银铜丝经过高温反应炉，在其表面镀膜，厚度为0.2
‑
1nm，得到导线的直流电阻降低5～15％。

技术实现思路

[0004]针对镀镍或镀银铜丝的镀膜厚度小，直流电阻下降有限的问题，本专利技术提出了一种二次石墨烯镀膜的方法。
[0005]本专利技术在于公开一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S11，取镀镍铜丝，清洁；
[0007]S12，第一次石墨烯镀膜；
[0008]S13，第二次石墨烯镀膜；
[0009]S14，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。
[0010]本专利技术的研究人员发现，同样总厚度下，两次镀膜与一次镀膜相比，石墨烯镀膜航空导线的导电性能显著提高。
[0011]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S13步骤之后，还包括表面刻蚀处理的步骤。
[0012]本专利技术的研究人员发现，先通过两次镀膜，厚度稍厚，通过表面刻蚀处理，得到与两次镀膜同样的厚度，这样的氧等离子体处理可以显著提到的导线性能。虽然抗拉强度稍有下降，也在可以接受的范围之内。另外，还可以通过小幅度的提高石墨烯镀膜的厚度来解决，而且导线增加的重量是可以接受的。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，S11中，所述清洁为经过羊毛毡轮清洁所述镀镍铜丝表面的无灰尘和油污。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，S11和S12中，镀膜室温度为700
‑
850℃，镀膜时间为50
‑
100s，镀膜室中充入甲烷至气压18
‑
22Pa。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，S11和S12中，第一次镀膜的厚度和第二次镀膜的厚度的比例为(1
‑
2)：(2
‑
1)，优选为1：(1.1
‑
1.5)。
[0016]本专利技术的研究人员发现，同一总厚度下，两次镀膜的厚度不同，也会显著影响得到的导线的直流电阻。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述刻蚀处理为氧等离子体刻蚀处理，刻蚀功率为80
‑
120W，氧气流量为15
‑
25sccm。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，S14中，所述绞合为取7根、19根或37根经镀膜处理的镀镍铜丝或氧等离子体表面刻蚀处理的镀镍铜丝，在束丝机上进行绞合，最外层绞向为左向。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述热固化处理分段依次进行，处理的温度分别为280℃、400℃、430℃和360℃，处理的时间为每个温度分别处理40
‑
60s。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，S11和S12中，通过以下公式确定第一次镀膜的厚度a和第二次镀膜的厚度b的比例关系：
[0021][0022]其中，k为校正系数，取值为1.1
‑
1.3，a为0.1
‑
0.8nm，c为常数，取值为0.09
‑
0.11。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述热固化处理在烧结炉中进行，所述烧结炉通过金属电阻丝加热，通过以下PID控制算法升温至目标温度：
[0024][0025]其中，Δu(c)对应两次测试温度时间间隔内温度的变化量；Kc为常数，10
‑
12；f(C)为第C次采样时偏差，f(C
‑
1)为第C
‑
1次采样时偏差，f(C
‑
2)为第C
‑
2次采样时偏差；TS为采样周期，2
‑
2.5s；TD为微分时间，1
‑
1.5min；TI为积分时间，1.5
‑
2min。
[0026]本专利技术的有益技术效果是：
[0027](1)通过本专利技术的方法制备的航空导线，导体直流电阻和抗拉强度性能优异；
[0028](2)本专利技术的石墨烯镀膜航空导线的制备方法，以镀镍铜丝，进行二次石墨烯镀膜，与一次镀膜得到同样厚度的航空导线相比，导体直流电阻显著降低，同时，抗拉强度相当；
[0029](3)本专利技术的石墨烯镀膜航空导线的制备方法，以氧等离子体刻蚀处理石墨烯镀膜的导丝表面，与不经处理的同样镀膜厚度的航空导线相比，导体直流电阻显著降低。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]下述实施例和对比例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。所述绞合为取7根、19根或37根经镀膜处理的镀镍铜丝或氧等离子体表面刻蚀处理的镀镍铜丝，在束丝机上进行绞合，最外层绞向为左向。所述热固化处理分段依次进行，处理的温度分别为280℃、400℃、430℃和360℃，处理的时间为每个温度分别处理40
‑
60s。
[0032]以下实施例和对比例中，除非特别指出，为组分、含量、操作步骤和参数相同的平行试验。
[0033]实施例1
[0034]一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法
[0035](1)取0.26mm镀镍铜丝，经过羊毛毡轮，清洁表面的无灰尘和油污；
[0036](2)第一次镀膜，镀膜室温度为750℃，镀膜室中充入甲烷至气压20Pa，镀膜时间80s，得到厚度为0.4nm的石墨烯膜，冷却至室温；
[0037](3)第二次镀膜，镀膜室温度为750℃，镀膜室中充入甲烷至气压20Pa，镀膜时间90s，得到厚度为0.9nm的石墨烯膜，冷却至室温；
[0038](4)取经过上述镀膜处理的镀镍铜丝，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。
[0039]得到石墨烯镀膜航空导线，按《GJB 1640
‑
1993航空航天用电线电缆导体品种及截面系列》检测导体直流电阻，按照《GB/T1040
‑
2006塑料拉伸性能的测定》的方法测试抗拉强度。与对比例1相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S11，取镀镍铜丝，清洁；S12，第一次石墨烯镀膜；S13，第二次石墨烯镀膜；S14，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S13步骤之后，还包括表面刻蚀处理的步骤。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S11中，所述清洁为经过羊毛毡轮清洁所述镀镍铜丝表面的无灰尘和油污。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S11和S12中，镀膜室温度为700
‑
850℃，镀膜时间为50
‑
100s，镀膜室中充入甲烷至气压18
‑
22Pa。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S11和S12中，第一次镀膜的厚度和第二次镀膜的厚度的比例为(1
‑
2)：(2
‑
1)。6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S11和S12中，第一次镀膜的厚度和第二次镀膜的厚度的比例为1：(1.1
‑
1.5)。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀处理为氧等离子体刻蚀处理，刻蚀功率为80
‑
120W，氧气流量为15
‑
25sccm。8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S14...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾涛，洪旺，周若楠，习向智，杨粉丽，李蔓，
申请(专利权)人：深圳市黑金工业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：