[发明专利]一种用于高温电缆的连续氧化铝增强金属基复合材料芯

说明书

本发明公开了一种用于高温电缆的连续氧化铝增强金属基复合材料芯，属于功能材料领域。本发明所述的制备材料芯的方法，包括如下步骤：(1)以连续氧化铝纤维束、铝导线作为芯材，连续氧化铝纤维束在中间，铝导线在连续氧化铝纤维束的周围；其中连续氧化铝纤维束的直径为0.1‑0.2mm，芯材的直径为0.3‑0.4mm；(2)在步骤(1)的芯材表面采用连续氧化铝纤维以螺旋形式缠绕，形成包覆层，得到包覆材料；(3)将步骤(2)得到的包覆材料在熔融铝液中进行复合，冷却得到所述的连续氧化铝增强铝基复合材料芯。本发明的连续氧化铝增强铝基复合材料芯的拉伸强力达到22.84kN，材料芯的直径在0.48mm以下，直流电阻≤2.14，最高耐热温度达到1350℃。

技术领域

本发明涉及一种用于高温电缆的连续氧化铝增强金属基复合材料芯，属于功能材料领域。

背景技术

随着我国国民经济不断增长，对电力的需求也在不断攀升，这就对线路的传输容量要求越来越严格。传统的输电线路以钢芯绞线作为输送电能的主要载体，但是这种导线较重，并且钢材导线存在易产生电化学腐蚀、质量重、输送电量小等问题，为解决这些问题，各种增容导线应运而生。

增容导线所能选择的高性能纤维选择有碳化硅纤维、碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维，但是在电缆线复合材料制作工艺中，增强纤维要用于内部，外部用金属铝做包裹，在纤维束纱线在穿浸熔融铝液时，碳纤维会炭化，玄武岩纤维和芳纶在高温下失去强力，只有碳化硅纤维能承受800℃左右铝液的复合穿浸，适合用于电缆线的增强材料，然而，碳化硅纤维的价格较高，且在与铝金属结合时会产生界面效应，所以碳化硅纤维也不是理想的电缆芯增强材料。

发明内容

[技术问题]

传统电缆线电导率差、质量重等问题，而目前的增容导线用高性能纤维也存在与导体芯材契合度低、容易产生界面效应、高温敏感等问题。

[技术方案]

为了解决上述至少一个问题，本发明提供一种制备连续氧化铝增强铝基复合材料芯的方法，包括如下步骤：

(1)以连续氧化铝纤维束、铝导线作为芯材，连续氧化铝纤维束在中间，铝导线在氧化铝纤维束的周围；其中连续氧化铝纤维束的直径为0.1-0.2mm，芯材的直径为0.3-0.4mm；

(2)在步骤(1)的芯材表面采用连续氧化铝纤维束以螺旋形式缠绕，形成包覆层，得到包覆材料；

(3)将步骤(2)得到的包覆材料在熔融铝液中进行复合，冷却得到所述的连续氧化铝增强铝基复合材料芯。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)和步骤(2)所述的连续氧化铝纤维为赤羽氧化铝连续纤维，购自上海榕融新材料有限公司，细度的范围在55-400Tex，进一步优选为125Tex。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的铝导线的直径为0.01-0.05mm。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)和步骤(2)所述的氧化铝纤维束不进行加捻，所有的纤维之间是相互平行的。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的缠绕的角度为16-20°制备包覆层。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)得到的连续氧化铝增强铝基复合材料芯的直径为0.5-0.6mm。

在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述的熔融铝的温度为800℃，浸渍时间为10s。

本发明的第二个目的是本发明的方法制备得到的连续氧化铝增强铝基复合材料芯。

本发明的第三个目的是一种高温电缆，其芯材是本发明所述的连续氧化铝增强铝基复合材料芯。

本发明的第四个目的是本发明所述的高温电缆的制备方法，包括如下步骤：