[发明专利]一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合材料，特别是涉及一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法。

背景技术

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。目前受电弓材质主要是浸金属碳滑板，其性能优越，但其价格昂贵，而且目前国内尚无性能较好的产品，基本上依赖与进口。因此申请人认为可以针对目前受电弓碳滑板的种种问题，研制出一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法，其制备的石墨烯复合材料性能优越且制造成本相对偏低。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法，包括，如下步骤：

S1，将石墨烯微片放入300℃-400℃的炉中热处理40-60min提高其活性；

S2，将S1处理后的石墨烯微片放入CuSO₄镀液中镀铜，3-6min后取出用去离子水清洗3-6遍后放入真空干燥箱中烘干；

所述的镀液以硫酸铜为主盐、甲醛为还原剂、a,a’-联吡啶为稳定剂;

其具体工艺参数为：

10g/L CuSO₄+20mL/L HCHO+20g/L Na₂EDTA+16g/L C₄H₄KNa₂-4H₂O；

S3，将S2中处理后的石墨烯微片与石墨烯粉、铜粉、添加剂均匀混合后放入模具中在150-270MPa的压力下冷压成型，获得复合块；

石墨烯微片与石墨烯粉、铜粉、添加剂按照以下重量份数比均匀混合：石墨烯微片10-30、石墨烯粉10-20、铜粉64-78、添加剂5；

模具规格为15㎜*20㎜*180㎜；

添加剂为镧，细度为200目，其具备细化晶粒组织、降低杂质氧的不良影响、增加滑板耐磨性等作用；石墨烯粉、铜粉细度为200目。

S4，将S3中冷压成型的复合块放入烧结炉中烧结，并通入保护气以防止复合块被氧化，所述的烧结温度为800℃-900℃，时长为3-5h；

S5将S4处理后的复合块加工至预先设计结构的受电弓即可。

本发明的有益效果是：本发明与现有的石墨烯复合材料相比，其摩察系数降低50%左右、磨损量减少40%左右，冲击韧性增长9倍左右、导电率可提高到80倍以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法，包括，如下步骤：

S1，将石墨烯微片放入340℃的炉中热处理50min提高其活性；

S2，将S1处理后的石墨烯微片放入CuSO₄镀液中，4min后取出用去离子水清洗3遍后放入真空干燥箱中烘干；

所述的镀液以硫酸铜为主盐、甲醛为还原剂、a,a’-联吡啶为稳定剂;

其具体工艺参数为：

10g/L CuSO₄+20mL/L HCHO+20g/L Na₂EDTA+16g/L C₄H₄KNa₂-4H₂O；

S3，将S2中处理后的石墨烯微片与石墨烯粉、铜粉、添加剂均匀混合后放入模具中在200MPa的压力下冷压成型，获得复合块；

石墨烯微片与石墨烯粉、铜粉、添加剂按照以下重量份数比均匀混合：石墨烯微片30、石墨烯粉20、铜粉64、添加剂5；

模具规格为15㎜*20㎜*180㎜；

添加剂为镧，细度为200目，其具备细化晶粒组织、降低杂质氧的不良影响、增加滑板耐磨性等作用；

S4，将S3中冷压成型的复合块放入烧结炉中烧结，并通入保护气以防止复合块被氧化，所述的烧结温度为880℃，时长为4h；

S5将S4处理后的复合块加工至预先设计结构的受电弓即可。

实施例二

一种制备受电弓用石墨烯复合材料的方法，包括，如下步骤：

S1，将石墨烯微片放入360℃的炉中热处理45min提高其活性；

S2，将S1处理后的石墨烯微片放入CuSO₄镀液中，5min后取出用去离子水清洗4遍后放入真空干燥箱中烘干；

所述的镀液以硫酸铜为主盐、甲醛为还原剂、a,a’-联吡啶为稳定剂;