一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于导电复合材料制备设备领域，具体涉及一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置。所述装置包括：密封腔室及用于向密封腔室通入工艺气体和气态碳源的气路机构，密封腔室内依次设置有放料区、高温区和收料区，放料区设置有放料机构，高温区设置有用于对高温区或金属基材进行加热，以使碳源裂解并在金属基材表面生长石墨烯的加热机构和热压机构，收料区设置有收料机构，放料机构和热压机构之间设置有导向机构。本实用新型专利技术中，在同一密封腔室内完成石墨烯生长和热压成型工序，避免了转运过程接触空气所导致的氧化等因素对复合材料导电性能的不良影响。素对复合材料导电性能的不良影响。素对复合材料导电性能的不良影响。

A device for continuous preparation of high conductivity graphene metal composites

【技术实现步骤摘要】
一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置


[0001]本技术属于导电复合材料制备设备
，具体涉及一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置。

技术介绍

[0002]铜是应用范围最广泛的有色金属之一，主要应用于电力、机械、建筑、汽车制造、国防等领域。其中，电气和电子行业对铜的依赖性最强，其用量占据了总量的半数以上。
[0003]铜的导电和导热性能优异，然而，铜的强度低，耐热性差，高温下易软化变形，这些因素极大地限制了铜的应用范围。
[0004]为改善铜的力学性能和耐热性能，人们尝试将铜与石墨烯复合来制备石墨烯铜复合材料。石墨烯作为二维碳原子单原子层纳米材料，其晶格结构稳定，具备特殊的电子效应，如室温量子霍尔效应，高模量，高强度，高载流子速率，高导热。石墨烯的这些独特性能能够显著改善铜的强度、耐热性、导电性等方面性能。
[0005]目前，普遍将金属基与石墨烯复合为层状材料。石墨烯金属层状复合材料的制备方法主要有机械剥离法、石墨插层法、氧化还原法、化学气相沉积法等。与机械剥离法、石墨插层法和氧化还原法相比，化学沉积法具有产品质量好、生长面积大、易于控制石墨烯的尺寸大小和层数等优势，已实现工业化生产。
[0006]然而，采用现有装置生产石墨烯金属层状复合材料，制得的石墨烯金属层状复合材料的导电性能不佳。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，用于解决采用现有装置生产石墨烯金属层状复合材料，制得的石墨烯金属层状复合材料的导电性能不佳的技术问题。
[0008]专利技术人在研究过程中发现，受到设备的限制，现阶段生产石墨烯金属层状复合材料时，先以若干金属和碳源为原料，在石墨烯生长设备内生长石墨烯得到若干表面生长有石墨烯的金属基复合材料，冷却后，将若干表面生长有石墨烯的金属基复合材料取出，转移至另一设备内热压成型。然而，表面生长有石墨烯的金属基复合材料在转运过程中会接触到空气，造成氧化、杂质引入，进而对复合材料的性能造成不利影响。此外，转运时，需经冷却和二次升温，工序繁琐，花费工时长，产能低。
[0009]为解决以上问题，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]本技术提供了一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，包括：
[0011]密封腔室及用于向密封腔室通入工艺气体和气态碳源的气路机构，密封腔室内依次设置有放料区、高温区和收料区，放料区设置有放料机构，高温区设置有用于对高温区或金属基材进行加热，以使碳源裂解并在金属基材表面生长石墨烯的加热机构和热压机构，收料区设置有收料机构，放料机构和热压机构之间设置有导向机构。
[0012]可选地，所述放料机构包括若干放料辊。
[0013]可选地，所述导向机构包括若干导向辊，所有导向辊沿金属的送料方向依次设置于所述放料机构和热压机构之间。
[0014]可选地，所述热压机构采用辊压机。
[0015]可选地，所述热压机构采用铸压机。
[0016]可选地，所述连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置还包括预压辊，所述预压辊设置于所述导向机构和热压机构之间。
[0017]可选地，所述连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置还包括用于降低所述密封腔室内压力的抽真空机构。
[0018]可选地，所述铸压机设置有上铸压组件和下铸压组件，所述制备装置还包括用于折叠表面生长有石墨烯的金属基复合材料的折叠机构，所述折叠机构设置于所述下铸压组件的上方，且包括若干定位夹持机构。
[0019]可选地，所述铸压机设置有上铸压组件和下铸压组件，所述制备装置还包括依次设置的预压辊、定位夹持机构、切割机构和气胀卷芯组件，所述气胀卷芯组件设置于铸压机的上铸压组件和下铸压组件之间，所述气胀卷芯组件包括底座，所述底座安装于所述密封腔室的内壁，其转动连接有旋转驱动轴，所述旋转驱动轴连接有动力源和固定轴，所述固定轴侧壁开设有若干限位口，所述固定轴远离旋转驱动轴的一端内部设置有气胀卷芯，所述气胀卷芯设置有若干与所述限位口配合的气胀锚栓，其连通有充放气部件，所述固定轴外部活动连接有伸缩轴，所述伸缩轴侧壁开设有若干与所述气胀锚栓配合的卡口。
[0020]可选地，所述铸压机设置有上铸压组件和下铸压组件，所述制备装置还包括切割机构和沿金属基材的送料方向设置的若干抓持机构，所述抓持机构设置于所述导向机构和收料机构之间，且位于所述下铸压组件的上方，所述切割机构位于沿金属基材的送料方向设置的相邻两个抓持机构之间。
[0021]如上所述，本技术的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，具有以下有益效果：
[0022]本技术中，在同一密封腔室内完成石墨烯生长和热压成型工序，避免了转运过程中接触空气所导致的界面氧化及杂质引入对复合材料导电性能的不良影响。
[0023]本技术中，在同一密封腔室内完成石墨烯与金属复合、石墨烯金属复合材料原位堆叠和热压成型工序，无需反复升降温，避免了不必要的能源浪费，减少了包装、存储、运输等工序，缩短了工艺时间、减少了工时，提高了产能和效率。
附图说明
[0024]图1为实施例1的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置的结构示意图；
[0025]图2为实施例2的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置的结构示意图；
[0026]图3为实施例3的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置的结构示意图；
[0027]图4为气胀卷芯组件的剖面示意图；
[0028]图5为实施例4的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置的结构示意图；
[0029]附图标记
[0030]1为密封腔室，2为放料区，3为高温区，21为放料辊，31为加热机构，32为气态碳源
气路机构，33为工艺气体气路机构，34为导向辊，35为流量阀，36为泄气阀，37为辊压机， 38为预压辊，39为上铸压组件，310为定位夹持机构，311为下铸压组件，312为切割机构， 3131为伸缩轴，3132为气胀卷芯，31311为限位口，31321为气胀锚栓，3133为固定轴，31331 为卡口，314为机械抓手，4为收料区，41为收卷机，42为夹持机构，43为石墨烯金属复合板材，5为金属基材，6为抽真空机构。
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例对本技术进行进一步的说明，下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0032]本技术提供一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，包括：
[0033]密封腔室、用于向密封腔室内通入工艺气体和气态碳源的气路机构及用于降低密封腔室内压力的抽真空机构；
[0034]密封腔室内依次设置有放料区、高温区和收料区，放料区设置有放料机构，放料机构包括若干放料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，包括：密封腔室及用于向密封腔室通入工艺气体和气态碳源的气路机构，密封腔室内依次设置有放料区、高温区和收料区，放料区设置有放料机构，高温区设置有用于对高温区或金属基材进行加热，以使碳源裂解并在金属基材表面生长石墨烯的加热机构和热压机构，收料区设置有收料机构，放料机构和热压机构之间设置有导向机构。2.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，所述放料机构包括若干放料辊。3.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，所述导向机构包括若干导向辊，所有导向辊沿金属基材的送料方向依次设置于所述放料机构和热压机构之间。4.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，所述热压机构采用辊压机。5.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，所述热压机构采用铸压机。6.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，还包括预压辊，所述预压辊设置于所述导向机构和热压机构之间。7.根据权利要求1所述的连续制备高导电石墨烯金属复合材料的装置，其特征在于，还包括用于降低所述密封腔室内压力的抽真空机构。8.根据权利要求5所述的连续制备高导电石...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占成，张永娜，史浩飞，段银武，邵丽，
申请(专利权)人：重庆墨希科技有限公司，
类型：新型
国别省市：