[发明专利]一种钛石墨烯增强铜基碳滑板复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种钛石墨烯增强铜基碳滑板复合材料的制备方法，将粘结剂加热熔化，并加入干燥分散的碳纤维搅拌，将钛粉、铜粉及石墨烯粉分别进行研磨，进行一次干混、二次干混、湿混、进行模压成型、一次焙烧、浸铜、二次焙烧，最终出炉成品。该钛石墨烯增强铜基碳滑板复合材料的制备方法，通过在原料中加入钛粉、石墨烯粉及碳纤维，与原料中的其他材料相融合，可以补充成品碳滑板的机械强度，使其在运行中不易折断和破裂，提高了受电弓碳滑板的机械强度、电导性和耐冲击性能。

主权项

1.一种钛石墨烯增强铜基碳滑板复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将亲油性表面活性剂与水混合配成溶液，亲油性表面活性剂与水混合配成溶液时浓度为0.4‑3.2wt%，用该溶液喷洒或浸湿碳纤维，喷洒或浸湿的时间为35‑45min，然后将湿润的碳纤维烘干，烘干时温度80‑100℃，烘干时间为35‑40h，并将烘干后的碳纤维揉搓分散；S2、将粘结剂加热熔化，粘结剂为环氧树脂，将步骤S1中得到的干燥分散的碳纤维加入粘结剂中并搅拌，使碳纤维分散成单丝状态分布在粘结剂中，碳纤维和粘结剂的质量比为0.01‑0.13:0.78‑1；S3、将钛粉、铜粉分别在200‑300℃的预热炉中预热，预热时间为30‑50min；S4、将石墨烯粉及步骤S3中预热后的钛粉和铜粉分别进行研磨，要求纯度为99.99%，研磨转速为350‑600r/min，石墨烯粉、钛粉和铜粉研磨的颗粒比为1‑10：10‑30:15‑20；S5、进行一次干混，将步骤S4中研磨后的石墨烯粉、钛粉和铜粉进行混捏，其中石墨烯粉、钛粉和铜粉重量比为45:25:35‑40:30:30，混捏温度为150℃‑250℃，混捏时间为1‑1.5h，混捏后粉料自然冷却至常温；S6、进行二次干混，将步骤S5中一次干混后的混合料与炭黑进行混捏，混捏温度为160℃‑220℃，混捏时间为1.5‑3h，混合料与炭黑其重量比为65:35‑60:40，混捏后的粉料自然冷却至常温；S7、进行湿混，二次干混后的混合料与含有碳纤维的粘结剂进行混捏，湿混粘结剂温度为120‑170℃，湿混时间为40‑60min；S8、进行模压成型，将湿混后的混合料倒入模具中，利用双向压制模压成型制成一定形状和尺寸的压坯，并使之具有一定的密度和强度；S9、进行一次焙烧，将预成型的生坯装入焙烧炉中进行焙烧得到第一次坯体，焙烧温度为20℃‑1250℃，并在1250℃温度下保温48h，焙烧时间为240h，出炉后自然冷却至常温；S10、进行浸铜，将焙烧品称重后置入石墨坩埚中，将预热炉按升温曲线进行预热，对铜进行融化，在预热炉中坩埚加热的过程当中，准备金属融化，通电前检查电路、水路是否畅通，将准备好的铜放入到融化池中，开始通电，将电流调至220A，通电2小时后铜化为液体符合浸金属要求，坩埚从预热炉中拉出，放置在融化池下，将融化好的金属溶液倒入装有碳条的高温坩埚中，将高温坩埚放入真空设备中，确保无误后开始抽真空，当真空度达到0.085MPa后，真空结束，再次放入预热炉中预热半小时至室温后取出即可；S11、进行二次焙烧，将浸渍后的坯体放入焙烧炉中进行第二次焙烧得到二次坯体，焙烧温度为20℃‑1200℃，并在1200℃温度下保温48h，焙烧时间为300h，出炉后自然冷却至常温。