CN106654499B - 一种碳材料谐振柱的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种碳材料谐振柱的制备方法，本发明包括：将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体；在对谐振柱坯体的表面进行清洁后，将谐振柱坯体浸泡于亲水性溶液中，使谐振柱坯体的表面形成亲水层；在亲水层的外表面进行进一步的表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层；在形成导电层后，再在导电层的表面电镀上金属导电层；在形成金属导电层后，对该金属导电层进行保护处理。本发明采用碳材料来制备谐振柱，其生产成本低，且易于加工；所生产出来的谐振柱，能有效弥补金属材料的不足，降低了谐振柱的热膨胀系数，且其能有效降低通讯设备的质量，利于其在工业上的应用与推广，具有广阔的市场前景。

Description

一种碳材料谐振柱的制备方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种碳材料谐振柱的制备方法。
背景技术
随着4G网络的普及，5G网络的建设以及大数据的迅速发展，新制式下的通讯设备的使用频谱逐渐向高频发展，这对设备的要求越来越高。具体而言，其要求通信设备可靠性越来越高，重量和体积越来越小。而目前，广泛应用于通信设备中的谐振器都是由金属材料制成，而金属材料的热膨胀系数主要集中在10-25×10-6/℃，已经不能满足应用的需求。此外，有少量的金属材料具有更低的热膨胀系数，如因瓦合金和科瓦合金等，但高昂的成本以及难以加工的特性限制了其在工业上的广泛应用。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种碳材料谐振柱的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种碳材料谐振柱的制备方法，包括：
将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体；
在对谐振柱坯体的表面进行清洁后，将谐振柱坯体浸泡于亲水性溶液中，使谐振柱坯体的表面形成亲水层；
在亲水层的外表面进行进一步的表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层；
在形成导电层后，再在导电层的表面电镀上金属导电层；在形成金属导电层后，对该金属导电层进行保护处理。
进一步，所述含碳的原材料包括：碳材料，所述碳材料包括：石墨、碳纤维、炭黑、活性炭、金刚石、石墨烯、碳纳米管及其衍生的无机非金属材料。
进一步，所述将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体包括：
将固体状的碳材料进行车削加工，使其形成谐振柱坯体。
进一步，所述含碳的原材料由粉末状的碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料组成；且在含碳的原材料中，所述粉末状的碳材料的含量在50%到100%之间，所述碳材料先躯体和非碳无机材料的含量均在0%到50%之间。
进一步，所述碳材料先躯体包括：炔类树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈、环氧树脂、沥青及其衍生物。
进一步，所述将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体包括：
将粉末状的碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料按比例进行充分混合，得到混合物；
将所述混合物通过模压、注塑、气相沉积、粉末冶金工艺中一种或几种的处理方式，使混合物成型；
将成型后的混合物进行碳化处理，使其形成固体的谐振柱坯体。
进一步，所述碳化处理包括：加热、加压、氧化、还原、老化和辐射工艺中的一种或多种。
进一步，所述在亲水层的外表面进行表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层包括：
在亲水层的外表面吸附上金属或导电化合物，或在亲水层的外表面进行化学镀，或在亲水层的外表面进行气相沉积，使其在亲水层外表面形成导电层。
进一步，所述金属导电层由铜、银、金、锌、锡、镍和铬层及其合金构成。
进一步，所述亲水性溶液包括：亲水性的树脂溶液或氧化性的溶液。
本发明采用碳材料来制备谐振柱，其生产成本低，且易于加工；所生产出来的谐振柱，能有效弥补金属材料的不足，降低了谐振柱的热膨胀系数，且由于碳材料具有远低于金属的密度，能有效降低通讯设备的质量，利于其在工业上的应用与推广，具有广阔的市场前景。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
图1为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明是一种碳材料谐振柱的制备方法，其包括：
101. 形成谐振柱坯体
将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体；
所述含碳的原材料由碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料组成；且在含碳的原材料中，所述粉末状的碳材料的含量在50%到100%之间，所述碳材料先躯体和非碳无机材料的含量均在0%到50%之间；故碳材料为主要原材料，而碳材料先躯体、非碳无机材的量可根据具体情况进行选取；
所述碳材料包括：石墨、碳纤维、炭黑、活性炭、金刚石、石墨烯、碳纳米管及其衍生的无机非金属材料。
所述碳材料先躯体为碳元素含量较高的含碳化合物，其在合适的后处理条件下可转换成碳材料，其包括：炔类树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈、环氧树脂、沥青及其衍生物。
所述非碳材料可以为粉末、颗粒或者纤维。
而通过改变碳材料和非碳材料的相对比例，可以使谐振器热膨胀系数在0~30×10-6/℃范围内变化可控调节，当碳含量较高时谐振柱具有较低的热膨胀系数。
其中，在含碳的原材料中，所述碳材料可以为固体状的碳材料或粉末状的碳材料；
当碳材料为固体状的碳材料时，其将固体状的碳材料进行车削加工，即可形成谐振柱坯体；
当碳材料为粉末状的碳材料时，其将将粉末状的碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料按比例进行充分混合，得到混合物；由于粉末碳材料是无法直接成型的，需要通过先驱体辅助成型；
将所述混合物通过模压、注塑、气相沉积、粉末冶金工艺中一种或几种的处理方式，使混合物成型；
将成型后的混合物进行碳化处理，使其形成固体的谐振柱坯体；在混合物成型后进一步碳化的主要目的是降低热膨胀系数，提高性能。
其中，所述碳化处理包括：加热、加压、氧化、还原、老化和辐射工艺中的一种或多种；且还原工艺为加氢还原工艺，老化工艺为紫外光老化工艺。
102. 形成亲水层
在形成谐振柱坯体后，对其的表面进行清洁，并将清洁后的谐振柱坯体浸泡于亲水性溶液中，使谐振柱坯体的表面形成亲水层；
其中，所述亲水性溶液包括：亲水性的树脂溶液或氧化性的溶液；形成亲水层的目的是让谐振柱外表面亲水，后面能够沉积导电层并提高附着力。
103. 进行表面处理形成导电层
在亲水层的外表面进行表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层；
其具体为：在亲水层的外表面吸附上金属或导电化合物，或在亲水层的外表面进行化学镀，或在亲水层的外表面进行气相沉积，使其在亲水层外表面形成导电层；由于导电层一般比较薄，电导率不够，所以还需要进行下面的电镀步骤；形成导电层是为电镀做准备。
104. 电镀上金属导电层
在形成导电层后，再在导电层的表面电镀上金属导电层；从而获得良好的表面导电性和可焊接性；
其中，所述金属导电层由铜、银、金、锌、锡、镍和铬层及其合金构成。
105. 进行保护处理
在形成金属导电层后，对该金属导电层进行保护处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，包括：
将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体；
在对谐振柱坯体的表面进行清洁后，将谐振柱坯体浸泡于亲水性溶液中，使谐振柱坯体的表面形成亲水层；
在亲水层的外表面进行进一步的表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层；
在形成导电层后，再在导电层的表面电镀上金属导电层；
在形成金属导电层后，对该金属导电层进行保护处理。
2.根据权利要求1所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述含碳的原材料包括：碳材料，所述碳材料包括：石墨、碳纤维、炭黑、活性炭、金刚石、石墨烯、碳纳米管及所述石墨、碳纤维、炭黑、活性炭、金刚石、石墨烯、碳纳米管中的任一种衍生的无机非金属材料。
3.根据权利要求2所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体包括：
将固体状的碳材料进行车削加工，使其形成谐振柱坯体。
4.根据权利要求2所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述含碳的原材料由粉末状的碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料组成；且在含碳的原材料中，所述粉末状的碳材料的含量在50％到100％之间，所述碳材料先躯体和非碳无机材料的含量均在0％到50％之间。
5.根据权利要求4所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述碳材料先躯体包括：炔类树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈、环氧树脂、沥青及所述炔类树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈、环氧树脂、沥青任一种的衍生物。
6.根据权利要求5所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述将含碳的原材料进行加工，使其形成谐振柱坯体包括：
将粉末状的碳材料、碳材料先躯体、非碳无机材料按比例进行充分混合，得到混合物；
将所述混合物通过模压、注塑、气相沉积、粉末冶金工艺中一种或几种的处理方式，使混合物成型；
将成型后的混合物进行碳化处理，使其形成固体的谐振柱坯体。
7.根据权利要求6所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述碳化处理包括：加热、加压、氧化、还原、老化和辐射工艺中的一种或多种。
8.根据权利要求3或7所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述在亲水层的外表面进行进一步的表面处理，使其在亲水层外表面形成导电层包括：
在亲水层的外表面吸附上金属或导电化合物，或在亲水层的外表面进行化学镀，或在亲水层的外表面进行气相沉积，使其在亲水层外表面形成导电层。
9.根据权利要求8所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述金属导电层由铜、银、金、锌、锡、镍和铬层及所述铜、银、金、锌、锡、镍和铬的合金构成。
10.根据权利要求9所述的碳材料谐振柱的制备方法，其特征在于，所述亲水性溶液包括：亲水性的树脂溶液或氧化性的溶液。
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