线缆中石墨烯-金属导电界面的改良方法技术

本发明专利技术公开了一种线缆中石墨烯—金属导电界面的改良方法，包括以下步骤：在泡沫金属的孔内表面吸附一层分子或多层分子层，向泡沫金属的孔内挤压填充石墨烯粉末，将数片泡沫金属叠加压合制得扁平石墨烯—金属复合线缆。本发明专利技术在合金材质的泡沫金属表面修饰含金属离子的共轭分子，改善石墨烯—金属线缆中石墨烯粉末和金属的接触界面导电特性，使其性能有明显提升。显提升。

【技术实现步骤摘要】
线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法


[0001]本专利技术涉及线缆
，具体涉及线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法。

技术介绍

[0002]前述专利CN202210893296.9和专利CN113963838A，从材料工程角度设计了泡沫金属框合紧束缚石墨烯粉末的扁平线缆，优化碳材料之间的界面结构，而金属和石墨烯粉末直接接触的界面，未有明确的优化方案，使得石墨烯—金属线缆中，所用金属材质仅限于导电性能比较好的高纯金属单质，尤其是金属铜。
[0003]而对于合金，机械性能，比如抗压强度、抗拉强度等，超过大多数金属单质，但因为合金本体导电特性不及组份元素单质，金属单质中，其他金属单质导电性都次于铜，更次于导电性最好的金属单质银，因为合金电阻率高，并不是导电载体的首选。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，以期解决
技术介绍
中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，包括以下步骤：在泡沫金属的孔内表面吸附一层分子，向泡沫金属的孔内挤压填充石墨烯粉末，将数片泡沫金属叠加压合制得扁平石墨烯—金属复合线缆。
[0007]在一些实施例中，所述分子为具有共轭平面结构的分子，所用泡沫金属为合金材质；
[0008]在一些实施例中，共轭分子低于20个原子层厚度。
[0009]在一些实施例中，共轭分子含有金属原子。
[0010]在一些实施例中，共轭分子含有的金属原子与其他元素的键合形式为具有配位键的螯合结构。
[0011]在一些实施例中，所述分子为酞菁类金属化合物或金属卟啉化合物或不定形聚合物分子四硫富瓦烯四硫醇镍或酞菁铜或酞菁钴或酞菁镍。
[0012]在一些实施例中，分子修饰到泡沫金属的方法是将洁净干燥的泡沫金属合金浸没在含有上述分子的分散液中，自组装吸附，然后40℃真空干燥。
[0013]在一些实施例中，分散液的浓度为1/50标准浓度～50倍标准浓度，标准浓度为5.78633
×
10
‑9mol/L。
[0014]在一些实施例中，所用泡沫金属具有通孔结构，通孔率大于90％.
[0015]在一些实施例中，所用泡沫金属为泡沫铁镍。
[0016]在一些实施例中，挤压所用压力为2.75MPa，保压1分钟。
[0017]本申请所提供的一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法具有的有益效果包括但不限于：
[0018]本专利技术在合金材质的泡沫金属表面修饰含金属离子的共轭分子，改善石墨烯—金属线缆中石墨烯粉末和金属的接触界面导电特性，使其性能有明显提升。在同等石墨烯使用量前提下，电导率最高提升数倍。合金表面修饰共轭分子后，石墨烯粉末使用量仅有金属质量的7.9795％，合金泡沫金属—石墨烯粉末复合线缆电导率就超过纯铜电导率2倍，而已经报道的石墨烯掺杂铜的超级铜导线，电导率只高出纯铜的1倍。该改良方案，也将极大扩展导线中金属原材料来源。
具体实施方式
[0019]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]以下将对本申请实施例所涉及的一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0021]实施例1：
[0022]将110PPI、0.6mm厚度的泡沫铁镍裁剪成长约10cm，宽约1cm5小片，用酸浸泡去除表面氧化物而后去离子水或乙醇冲洗数次并烘干。在每一片泡沫铁镍表面均匀挤压石墨烯粉末，5片泡沫铁镍压入石墨烯粉末之前和之后的质量分别是3.45609g和3.74724g，石墨烯/金属质量比为8.4243％，压合制得扁平导线长、宽和厚度分别是51.00mm、11.34mm和2.834mm，静置一天，测得其直流电阻为193.2μΩ，电导率是0.8213914
×
107S/m。
[0023]实施例2：
[0024]将110PPI、0.6mm厚度的泡沫铁镍裁剪成长约10cm，宽约1cm5小片，用酸浸泡去除表面氧化物而后去离子水或乙醇冲洗数次并烘干。将干燥好的洁净泡沫金属放入50mL标准浓度5.78633
×
10
‑9mol/L酞菁铜溶液中，累计超声15分钟，取出泡沫金属再次干燥；在每一片泡沫铁镍表面均匀挤压石墨烯粉末，5片泡沫铁镍压入石墨烯粉末之前和之后的质量分别是3.68240g和3.98950g，石墨烯/金属质量比为8.3397％，压合制得扁平导线长、宽和厚度分别是51.12mm、11.61mm和2.742mm，静置一天，测得其直流电阻为24.9μΩ，电导率是6.4489918
×
107S/m。
[0025]实施例3：
[0026]将110PPI、0.6mm厚度的泡沫铁镍裁剪成长约10cm，宽约1cm5小片，用酸浸泡去除表面氧化物而后去离子水或乙醇冲洗数次并烘干。将干燥好的洁净泡沫金属放入50mL的0.5倍标准浓度的酞菁铜溶液中，累计超声15分钟，取出泡沫金属再次干燥；在每一片泡沫铁镍表面均匀挤压石墨烯粉末，5片泡沫铁镍压入石墨烯粉末之前和之后的质量分别是3.49397g和3.77277g，石墨烯/金属质量比为7.9795％，压合制得扁平导线长、宽和厚度分别是50.54mm、11.32mm和2.699mm，静置一天，测得其直流电阻为8.75μΩ，电导率是1.8902717
×
108S/m。
[0027]实施例4：
[0028]将110PPI、0.6mm厚度的泡沫铁镍裁剪成长约10cm，宽约1cm5小片，用酸浸泡去除表面氧化物而后去离子水或乙醇冲洗数次并烘干。将干燥好的洁净泡沫金属放入50mL的2
倍标准浓度的酞菁铜溶液中，累计超声15分钟，取出泡沫金属再次干燥；在每一片泡沫铁镍表面均匀挤压石墨烯粉末，5片泡沫铁镍压入石墨烯粉末之前和之后的质量分别是3.40130g和3.68873g，石墨烯/金属质量比为8.4506％，压合制得扁平导线长、宽和厚度分别是52.78mm、11.81mm和2.510mm，静置一天，测得其直流电阻为28.45μΩ，电导率是6.2592338
×
107S/m。
[0029]实施例5：
[0030]将110PPI、0.6mm厚度的泡沫铁镍裁剪成长约10cm，宽约1cm5小片，用酸浸泡去除表面氧化物而后去离子水或乙醇冲洗数次并烘干。将干燥好的洁净泡沫金属放入50m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，其特征在于，包括以下步骤：在泡沫金属的孔内表面吸附一层分子或多层分子层，向泡沫金属的孔内挤压填充石墨烯粉末，将数片泡沫金属叠加压合制得扁平石墨烯—金属复合线缆。2.根据权利要求1所述的一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，其特征在于，泡沫金属的孔内表面吸附一层分子或分子层的方法是将洁净干燥的泡沫金属浸没在酞菁类金属化合物或金属卟啉化合物或不定形聚合物分子四硫富瓦烯四硫醇镍或酞菁铜或酞菁钴或酞菁镍的分散液中，自组装吸附后真空干燥。3.根据权利要求2所述的一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，其特征在于，分散液的浓度为1/50标准浓度～50倍标准浓度，标准浓度为5.78633
×
10
‑9mol/L。4.根据权利要求1所述的一种线缆中石墨烯
‑
金属导电界面的改良方法，其特征在于，所述分子为具有共轭平面结构的分子，共轭...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟璨宇，曾欣，
申请(专利权)人：钟璨宇，
类型：发明
国别省市：