[发明专利]一种轻型环保电缆芯及制备方法

说明书

技术领域

本发明复合材料技术领域，具体涉及一种轻型环保电缆芯及其制备方法，特别是一种碳纤维连续增强镁合金复合材料电缆芯及其制备方法。

背景技术

钢丝增强铝绞线是一种常见的高架裸电线电缆，它由钢丝和铝线两个部分组成。钢丝的作用是承载整个电缆的悬空载荷，铝丝的作用是导电。钢丝的优点是具有强的承载能力，但是自身的重量大，钢芯的热膨胀系数大，如果再考虑冰雪和强风作用，这对电缆的支架有很高的要求。

因此，提供一种密度小，质量轻，强度高的电缆是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述存在的诸多问题，本发明旨在提供一种密度小，质量轻，强度高的轻型环保电缆芯及其制备方法。

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，所述碳纤维在电缆芯中所占的体积分数为15%-65%，镁合金元素组成的质量百分比为：铝1%-3%、镍0.03%-0.2%、稀土0.1%-0.5%，其余为镁。

进一步地，所述镁合金还包括0.5%-2.0%的锌。

进一步地，所述镁合金还包括0.3%-0.9%的锆。

进一步地，所述镁合金还包括0.03%-0.06%的钇。

进一步地，所述镁合金中铝1.5%-25%、镍0.05%-0.12%、稀土0.2%-0.35%。

上述任一项所述的轻型环保电缆芯的制备方法，包括以下步骤：将去胶后的连续碳纤维束浸入质量浓度为1-2%的K2ZrF6水溶液中保持1-2分钟取出纤维束干燥后浸入所述镁合金溶液中进行侵渗处理，合金液的温度为680-720℃，浸润时间为1-2分钟，将带有金属液的纤维束制成碳纤维增强的镁合金复合材料丝。

进一步地，制丝的模具为氧化铝陶瓷，通孔直径为1-5mm。

进一步地，碳纤维在镁合金液中侵渗的时候采用二氧化硫或者六氟化硫保护。

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，该电缆芯密度小，质量轻，强度高；本发明还提供了该电缆芯的制备方法。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：

实施例1

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，所述碳纤维在电缆芯中所占的体积分数为15%-65%，镁合金元素组成的质量百分比为：铝1%、镍0.2%、稀土0.1%-0.5%，其余为镁。

实施例2

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，所述碳纤维在电缆芯中所占的体积分数为15%-65%，镁合金元素组成的质量百分比为：铝3%、镍0.03%、稀土0.1%-0.5%，其余为镁。

实施例3

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，所述碳纤维在电缆芯中所占的体积分数为15%-65%，镁合金元素组成的质量百分比为：铝2%、镍0.15%、稀土0.1%-0.5%，其余为镁。

实施例4

本发明提供一种轻型环保电缆芯，包括镁合金基体和连续碳纤维，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维，所述碳纤维均匀平行分布在镁合金基体中，所述碳纤维在电缆芯中所占的体积分数为15%-65%，镁合金元素组成的质量百分比为：铝2%、镍0.15%、稀土0.1%-0.5%，其余为镁。

优选地，所述镁合金还包括0.5%的锌。

优选地，所述镁合金还包括0.3%的锆。

优选地，所述镁合金还包括0.03%的钇

该轻型环保电缆芯的制备方法，包括以下步骤：将去胶后的连续碳纤维束浸入质量浓度为1-2%的K2ZrF6水溶液中保持1-2分钟取出纤维束干燥后浸入所述镁合金溶液中进行侵渗处理，合金液的温度为680-720℃，浸润时间为1-2分钟，将带有金属液的纤维束制成碳纤维增强的镁合金复合材料丝。