CN107403656B - 用于电子零件和交通工具的细长超高电导率导体及其生产方法 - Google Patents
用于电子零件和交通工具的细长超高电导率导体及其生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107403656B CN107403656B CN201710269752.1A CN201710269752A CN107403656B CN 107403656 B CN107403656 B CN 107403656B CN 201710269752 A CN201710269752 A CN 201710269752A CN 107403656 B CN107403656 B CN 107403656B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anisotropic conductive
- conductivity
- electrical conductor
- conductive particles
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/14—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the fibres or filaments
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
- C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/026—Alloys based on copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/0036—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
- H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/02—Single bars, rods, wires, or strips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
- C22C2026/002—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0084—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent
Abstract
本发明的名称是用于电子零件和交通工具的细长超高电导率导体及其生产方法。本文公开了在先进电子零件和交通工具中使用的细长超高电导率电导体100及其生产方法。细长电导体100包括限定纵轴102的导体主体110。导体主体110包括各向同性导电基体材料120和在各向同性导电基体材料120内散置的多个各向异性导电颗粒130。每个各向异性导电颗粒130限定各自的增强电导率的轴170,其与导体主体110的纵轴102对齐。方法包括提供包括各向同性导电基体材料120和多个各向异性导电颗粒130的整体基体‑颗粒复合材料98。方法进一步包括将整体基体‑颗粒复合材料98形成为细长电导体100和使多个各向异性导电颗粒130对齐使得其各自的增强电导率的轴170与细长电导体100的纵轴102至少基本上对齐。
Description
技术领域
本公开内容涉及在高级电子零件和交通工具中使用的细长超高电导率导体,以及生产该细长超高电导率导体的方法。
背景技术
电导体常常用于传导电流。这样的电导体一般由高电导率或低电阻率金属制造,并且本文中可以称为金属电导体。这样的金属的实例包括铜、铝、银和/或金。
虽然金属电导体传导电流可以是有效的,但是可能存在这样的应用,其中可选的和/或改良的电导体可以是有益的。作为实例,金属电导体可能是重的,其中上面例举的金属的密度在2.7和19.3克每立方厘米之间。作为另一实例,利用具有比利用金属电导体可以实现的或至少在经济上可以实现的电导率大的电导率(或更低电阻率)的电导体可以是期望的,特别是考虑到贵金属的高成本。作为又另一实例,金属电导体对某些制造工艺可能不易控制。
作为更具体的实例,商业客机可以包括数英里的电导体,并且这些数英里的电导体可以显著地增加商业客机的重量。如此,即使电导率增量的增加和/或密度增量的减少可显著地影响商业客机的重量。因此,存在对较低重量和更导电的电导体的需求,其包括更加容易制造改良的电导体的方法的进展的需求。当与利用贵金属所生产的电导体相比时,具有降低的成本的较低重量和更导电的电导体在电子零件——包括但不限于电路板——方面具有益处。包括和/或利用高性能电导体的交通工具——诸如但不限于航空航天平台——也可以在比当前可获得的选择低的重量和成本下从更导电的电导体的增加的性能中获益。
发明内容
本文中公开了在先进电子零件和交通工具中使用的细长超高电导率导体,以及生产该细长超高电导率导体的方法。该细长超高电导率导体包括限定纵轴的导体主体。导体主体包括各向同性导电基体材料和在各向同性导电基体材料内散置的多个各向异性导电颗粒。每个各向异性导电颗粒限定各自的增强的电导率的轴,该增强电导率的轴至少基本上与导体主体的纵轴对齐。
该方法包括提供包括各向同性导电基体材料和多个各向异性导电颗粒的整体(bulk)基体-颗粒复合材料。各向异性导电颗粒中的每个限定各自的增强的电导率的轴,沿着该轴各向异性导电颗粒的电导率在至少一个其他方向上大于各向异性导电颗粒的电导率。方法进一步包括将整体基体-颗粒复合材料形成为细长电导体并使多个各向异性导电颗粒对齐,使得其增强电导率的轴至少基本上与细长电导体的纵轴对齐。
附图说明
图1为根据本公开内容的描绘限定细长电导体的方法的流程图。
图2为根据本公开内容的整体基体-颗粒复合材料的示意性表示。
图3为根据本公开内容的可以包括在系统和方法中和/或供系统和方法利用的插层石墨结构域的示意性表示。
图4为根据本公开内容的可以包括在系统和方法中和/或供系统和方法利用的碳纳米管的示意性表示。
图5为根据本公开内容的在限定细长电导体的方法中的形成和/或对齐步骤的示意性表示。
图6为根据本公开内容的细长的电导体的示意性表示。
图7为根据本公开内容的可以用于限定细长电导体的挤出工艺的示意性表示。
图8为根据本公开内容的可以用于限定细长电导体的拉拽和/或拉挤工艺的示意性表示。
图9为根据本公开内容的可以用于限定细长电导体的管拉拽工艺的示意性表示。
图10为图9的管拉拽工艺的另一示意性表示。
图11为图9-10的管拉拽工艺的另一示意性表示。
图12为根据本公开内容的可以用于描述细长电导体的结构的增强电导率的轴和电导体的纵轴之间的角度的示意性表示。
图13为根据本公开内容的另一细长电导体的示意性表示。
图14为根据本公开内容的可以包括和/或利用细长电导体的电子零件的示意性表示。
图15为根据本公开内容的可以包括和/或利用细长电导体的交通工具的示意性表示。
具体实施方式
图1-15提供了根据本公开内容的细长电导体100的实例,限定细长电导体的方法的实例,和/或包括和/或利用细长电导体的电子零件的实例。在图1-15的每个中,利用同样的数字标记用于类似或至少基本上类似的目的的元件,并且可以在本文中不参考图1-15的每个详细讨论这些元件。类似地,在图1-15的每个中可以不标记所有元件,但为了一致,在本文中可以使用与此有关的参考数字。本文中参考图1-15中一个或多个讨论的元件、零件和/或特征可包括在图1-15的任一个中和/或供图1-15的任一个使用,而不背离本公开内容的范围。
一般地,可能包括在给定的(即,特定的)实施方式中的元件以实线图解,而对给定的实施方式是任选的元件以虚线图解。然而,以实线显示的元件不是对所有实施方式都是必须的,和以实线显示的元件可以从给定的实施方式省略,而不背离本公开内容的范围。
图1为根据本公开内容的描绘限定细长电导体的方法200的流程图。方法200包括在210提供整体基体-颗粒复合材料,在220将整体基体-颗粒复合材料形成为细长电导体,和在230使各向异性导电颗粒对齐。方法200进一步可以包括在240施加介电涂层。
在210提供整体基体-颗粒复合材料可以包括提供任何适合的整体基体-颗粒复合材料,该整体基体-颗粒复合材料包括各向同性导电或至少基本上各向同性导电的基体材料和多个各向异性导电颗粒。在图2中的98图解了这样的整体基体-颗粒复合材料的实例。如本文中所图解,在210的提供可以包括提供包括各向同性导电基体材料120和多个各向异性导电颗粒130的整体基体-颗粒复合材料98。
每个各向异性导电颗粒130包括、限定和/或具有各自的增强电导率的轴170,如虚线所图解。当沿着增强电导率的轴170测量和/或在增强电导率的轴170的方向上测量,沿着增强电导率的轴170的每个各向异性导电颗粒130的电导率大于当沿至少一个其他轴和/或方向测量和/或在至少一个其他轴和/或方向的方向上测量的沿至少一个其他轴和/或方向的各向异性导电颗粒的电导率。换句话说,取决于电流传输通过各向异性导电颗粒的方向,各向异性导电颗粒130的电导率不同,并且当与一个或多个其他轴和/或方向比较时,增强电导率的轴170可以指示更大或甚至最大的电导率的方向。
图2、5-11和13将各向异性导电颗粒130图解为线。然而,并且如本文中所更加详细讨论的,各向异性导电颗粒130不必需是线性颗粒。而是,图2、5-11和13将各向异性导电颗粒130图解为线以指示或图解每个各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170。换句话说,在图2、5、11和13中,并出于图解,每个各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170沿着、至少基本上沿着、平行和/或至少基本上平行于图解各向异性导电颗粒130的线的长度或纵轴延伸。
在210的提供可以包括提供整体基体-颗粒复合材料98,其中多个各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170随机或至少基本上随机地分布在整体基体-颗粒复合材料98内。换句话说,即使包括在整体基体-颗粒复合材料98中的个体各向异性导电颗粒130的电导率是各向异性的,但整体基体-颗粒复合材料98的整体电导率可以是均匀的,至少基本上均匀的,各向同性的和/或至少基本上各向同性的。然而,这不是必需的,并且在本公开内容的范围内的是整体基体-颗粒复合材料98中的各向异性导电颗粒130可以展示一些顺序和/或可以不是完全随机分布的。额外地或可选地,整体基体-颗粒复合材料98的整体电导率可以展示一些水平的各向异性或方向依赖。作为实例,多个各向异性导电颗粒的增强电导率的轴在210的提供期间平均地可以至少部分与任何适合的对准轴对齐。
整体基体-颗粒复合材料98本文中还可以被称为各向同性导电基体材料120和各向异性导电颗粒130的混合物98并且至少在标准温度和压力下可以是固体或整体固体(bulk solid)。如图2中所图解,各向同性导电基体材料120可以包围和/或封装至少部分、大部分、基本上大部分或甚至所有各向异性导电颗粒130。额外地或可选地,各向异性导电颗粒130可以散置在各向同性导电基体材料120内。
各向同性导电基体材料120可以包括任何适合的材料和/或组份,其可以包括在整体基体-颗粒复合材料98内,可以是导电的,可以与各向异性导电颗粒130形成混合物,和/或可以包围、支撑和/或封装各向异性导电颗粒。各向同性导电基体材料120的实例包括导电材料、导电聚合物、导电玻璃、和/或金属。作为更具体的实例,各向同性导电基体材料120可以包括铜,可以由铜组成、和/或可以基本上由铜组成。然而,其他各向同性导电基体材料,诸如其他金属,也在本公开内容的范围内。
各向异性导电颗粒130可以包括可以包括在整体基体-颗粒复合材料98内的任何适合的材料和/或组份。这可以包括任何适合的可以包括和/或展现增强电导率的轴170、可以与各向同性导电基体材料120形成混合物和/或可以由各向同性导电基体材料包围、支撑和/或封装的材料和/或组份。
作为实例,并且如在图3中所示意性图解,各向异性导电颗粒130可以包括多个插层石墨结构域140,由多个插层石墨结构域140组成和/或基本上由多个插层石墨结构域140组成。插层石墨结构域140可以包括或可以是任何适合形式的掺杂石墨。作为实例,插层石墨结构域140可以包括多个石墨烯层142和插层掺杂剂160。每个石墨烯层142可以具有和/或限定各自的表面平面144;并且在给定的插层石墨结构域140内,表面平面144可以是彼此平行的或至少基本上平行的。换句话说,插层石墨结构域140可以包括多个石墨烯层142,其可以限定石墨烯层142的层状堆垛。作为另一实例,插层石墨结构域140可以包括或可以是还原的氧化石墨烯和/或其他合适的石墨材料。在2014年1月9日提交的名称为ELECTRICALCONDUCTORS AND METHODS OF FORMING THEREOF的美国专利申请号14/151,229和2016年2月3日提交的名称为SYSTEM AND METHOD OF FORMING ELECTRICAL INTERCONNECTS的美国专利申请号15/014,096中公开了整体基体-颗粒复合材料98的额外的实例、各向异性导电颗粒130的额外的实例和/或基体材料120的额外的实例,其完整公开内容通过引用并入本文。
可以选择插层掺杂剂160以相对于不包括插层掺杂剂160的石墨结构域增强插层石墨结构域140的电导率。该电导率的增强可以引起插层石墨结构域140展现高电导率,特别是在平行于表面平面144的方向上(如,在图3的X-Y平面内)。换句话说,并且当各向异性导电颗粒130包括插层石墨结构域140时,图2中图解的增强电导率的轴170可以平行于表面平面144、至少基本上平行于表面平面144和/或以表面平面144内任何适合的方向延伸。
插层掺杂剂160可以包括或可以是可以增强插层石墨结构域140的电导率的任何适合的掺杂剂。作为实例,插层掺杂剂160可以包括或可以是溴、钾、铷、铯、锂、碘、氯、硝酸、五氟化砷、硫酸、五氯化锑、氯化铁(III)和/或氯化铝;然而,其他插层掺杂剂160也在本公开内容的范围内。
插层石墨结构域140可以展现相对高的电导率,而同时显著地轻于普通金属电导体。作为实例,包括作为掺杂剂的溴的插层石墨结构域140可以展现3x106西门子/m(S/m)和1x108S/m之间的整体电导率。这比得上纯铜的电导率,例如,其近似5.8x107S/m。另外,插层石墨结构域140也具有大约是纯铜密度的四分之一的密度。因此,插层石墨结构域140可以展现比得上纯铜的整体电导率但可以显著地轻于纯铜。
包括插层石墨结构域140的整体基体-颗粒复合材料98可以展现5.5x107西门子/m(S/m)和1.45x108S/m之间的整体电导率。当与纯铜的电导率比较时,这是显著的提高。另外,并且因为插层石墨结构域140显著地轻于纯铜,整体基体-颗粒复合材料也可以显著地轻于纯铜。作为实例,40重量百分比溴插层石墨和60重量百分比铜的整体基体-颗粒复合材料可以展现1.45S/c的电导率和仅3.43g/cm3的密度。
作为额外的实例,并且如图4中所图解,各向异性导电颗粒130可以包括多个碳纳米管150、由多个碳纳米管150组成和/或基本上由多个碳纳米管150组成。为了增强它们的电导率,碳纳米管可以包括掺杂剂160。本文中参考插层掺杂剂160,公开了掺杂剂160的实例。如图4中所图解,碳纳米管150可以具有和/或限定纳米管纵轴152,且增强电导率的轴170可以沿着、至少基本上沿着和/或平行于纳米管纵轴152。纳米管纵轴152在本文中也可以称为或可以是纳米管长轴152和/或纳米管细长轴152。
返回至图1,在本公开内容的范围内的是在210的提供进一步可以包括基于任何适合标准为整体基体-颗粒复合材料选择任何适合的相对组成。作为实例,在210的提供可以包括选择整体基体-颗粒复合材料(诸如图2的整体基体-颗粒复合材料98)内的各向同性导电基体材料(诸如图2的各向同性导电基体材料120)的重量百分比,选择整体基体-颗粒复合材料内的各向异性导电颗粒(诸如图2的各向异性导电颗粒130)的重量百分比,和/或选择多个各向异性导电颗粒内的掺杂剂(诸如图3-4的插层掺杂剂160)的原子百分比。该选择可以至少部分基于细长电导体的期望的电导率,基于细长电导体的期望的密度和/或基于细长电导体的一个或多个期望的机械性质。
作为实例,整体基体-颗粒复合材料内的各向同性导电基体材料的重量百分比可以为至少40wt%、至少50wt%、至少60wt%、至少70wt%、至少80wt%和/或至少90wt%。额外地或可选地,整体基体-颗粒复合材料内的各向同性导电基体材料的重量百分比可以为至多95wt%、至多90wt%、至多80wt%、至多70wt%和/或至多60wt%。
作为额外的实例,整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒的重量百分比可以为至少5wt%、至少10wt%、至少15wt%、至少20wt%、至少25wt%、至少30wt%、至少35wt%和/或至少40wt%。额外地或可选地,整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒的重量百分比可以为至多60wt%、至多50wt%、至多40wt%、至多30wt%、至多20wt%和/或至多10wt%。
作为进一步实例,多个各向异性导电颗粒内的掺杂剂的原子百分比可以为至少1at%、至少2at%、至少3at%、至少4at%、至少5at%、至少6at%、至少7at%、至少8at%、至少9at%、至少10at%或至少11at%。额外地或可选地,多个各向异性导电颗粒内的掺杂剂的原子百分比可以为至多12at%、至多11at%、至多10at%、至多9at%、至多8at%、至多7at%、至多6at%、至多5at%、至多4at%、至多3at%或至多2at%。
继续参考图1,在220将整体基体-颗粒复合材料形成为细长电导体可以包括将整体基体-颗粒复合材料形成为具有、展现和/或限定纵轴的细长电导体。这可以包括沿着纵轴伸长整体基体-颗粒复合材料以形成和/或限定细长电导体。这在图5-6中图解。如图5中所图解,可以沿着纵轴102伸长整体基体-颗粒复合材料98以限定细长电导体100,其在图6中图解。细长电导体100可以包括导体主体110,其限定纵轴102并可以由各向同性导电基体材料120和各向异性导电颗粒130形成。纵轴102在本文中还可以称为或可以是长轴102和/或细长轴102。
可以以任何适合的方式完成在220的形成。作为实例,并且如在图7中所图解,在220的形成可以包括利用挤出工艺300。在这些条件下,可以利用挤出力310将整体基体-颗粒复合材料98推动通过挤出模具320和/或将整体基体-颗粒复合材料98挤出通过挤出模具320,由此形成和/或限定细长电导体100。
作为另一实例,并且如图8中所图解,在220的形成可以利用拉拽工艺和/或拉挤工艺400。在这些条件下,可以利用拉拽和/或拉挤力410以将整体基体-颗粒复合材料98拉出通过拉拽和/或拉挤模具420,由此形成和/或限定细长电导体100。
作为仍另一实例,在220的形成可以包括以整体基体-颗粒复合材料填充中空管或中空玻璃管以限定复合材料填充的管,该复合材料填充的管限定管纵轴。在220的形成进一步可以包括加热复合材料填充的管,然后沿着管纵轴拉伸复合材料填充的管以伸长复合材料填充的管和/或限定细长电导体。随后,在220的形成可以包括将细长电导体与中空管分离。
这在图9-11中图解并在本文中可以称为泰勒方法500、泰勒工艺500和/或工艺500。如图9中所图解,可以以整体基体-颗粒复合材料98填充中空管510以限定复合材料填充的管502,该复合材料填充的管502限定管纵轴504,其在本文中还可以称为或可以为长轴504和/或细长轴504。然后可以加热复合材料填充的管502,并且如图10中所图解沿管纵轴504拉伸以形成和/或限定细长电导体100。然后,并且如图11中所图解,可以将细长电导体100与中空管510分离。
在230对齐各向异性导电颗粒可以包括对齐在整体基体-颗粒复合材料内存在的和/或在细长电导体内存在的多个各向异性导电颗粒。这可以包括使多个各向异性导电颗粒对齐,使得各向异性导电颗粒中每个的增强电导率的轴与细长电导体的纵轴对齐或至少基本上对齐。增强电导率的轴的这样的对齐可以增加细长电导体沿着其纵轴的电导率至大于整体基体-颗粒复合材料的电导率的值。
在本公开内容的范围内的是在方法200期间可以以任何适合的方式和/或以任何适合的顺序完成在230的对齐。作为实例,可以与在220的形成同时或至少基本上同时执行在230的对齐。作为另一实例,在230的对齐可以响应于在220的形成或为其结果,诸如当在220的形成产生和/或生成在230的对齐时。
作为更具体的实例,并且如图2和5-6中所图解,伸长整体基体-颗粒复合材料98自然地可以引起、产生和/或生成各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170沿着细长电导体100的纵轴102的对齐以产生具有大于1.45x108S/m的电导率的细长导体。作为另一个更具体的实例,并且如图7和8中所图解,整体基体-颗粒复合材料98通过图7的挤出模具320和/或通过图8的拉拽和/或拉挤模具420的运动自然地可以引起、产生和/或生成各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170沿着细长电导体100的纵轴102的对齐。作为仍另一个更具体的实例,并且如图9-11中所图解,沿着管纵轴504伸长复合材料填充的管502自然地可以引起、产生和/或生成各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170沿着细长电导体100的纵轴102的对齐。
换句话说,在230的对齐可以是在220的形成期间整体基体-颗粒复合材料98的剪切、流动和/或变形的结果。然而,这不是必需的,并且在本公开内容的范围内的是可以在220的形成之前和/或随后执行在230的对齐。
在230的对齐可以包括对齐至任何适合的程度。作为实例,在230的对齐可以包括对齐使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴平行、平均地平行或至少基本上平行于细长电导体的纵轴。作为另一个实例,在230的对齐可以包括对齐使得多个各向异性导电颗粒的平均取向增强细长电导体沿着其纵轴的电导率至大于1.45x108S/m。作为仍另一个实例,在230的对齐可以包括对齐使得如沿着其纵轴所测量的细长电导体的电导率大于整体基体-颗粒复合材料的电导率。
作为更具体的实例,并且如图12中所图解,在230的对齐可以包括对齐使得各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴170和对应的线174——其平行于细长电导体的纵轴102——之间交叉的角度172的平均值或均值小于阈值平均角度。阈值平均角度的实例包括小于30度、小于25度、小于20度、小于15度、小于10度、小于5度和/或小于1度的阈值平均角度。
如本文中参考图3的插层石墨结构域140所讨论,插层石墨结构域140的整体电导率可以接近金属诸如铜的电导率。另外,当在图3的表面平面144的方向上测量(即,在图1的增强的电导率的方向170上)时,插层石墨结构域140的电导率可以显著地高于其整体电导率。如此,在230的对齐可以产生和/或生成具有比整体基体-颗粒复合材料大大增强的电导率的细长电导体。换句话说,各向异性导电颗粒130的增强电导率的轴170沿着细长电导体100的纵轴102的对齐可以降低电流流动通过细长电导体100并且沿着其纵轴102的电阻。
还如所讨论,插层石墨结构域140的密度可以显著地小于许多金属,诸如铜。如此,在230的对齐可以产生和/或生成这样的细长电导体,当与许多金属导体比较时该细长电导体可以具有大大增强的导电率,当与许多金属导体比较时该细长电导体可以显著轻于许多金属导体,和/或该细长电导体可以具有大大增强的电导率与密度比。
在220的形成和在230的对齐之后,并且不管执行在220的形成和/或在230的对齐的确切机构,细长电导体100在本文中还可以为称为线、导线、导电线和/或细长线112,如图6、11和13中所图解。换句话说,在220的形成可以包括将整体基体-颗粒复合材料形成为线、导线、导电线和/或细长线。细长电导体100或线112额外地或可选地可以包括或可以是任何适合的具有和/或限定纵轴102的电导体。作为实例,细长电导体100或线112在本文中还可以称为或可以是棒、细长的棒、细长棒、避雷针(lightning rod)、杆、狭条、迹线、支柱、通孔(via)、触点和/或分路(shunt)。
细长电导体100可以具有和/或限定圆形或至少基本上圆形横截面形状。换句话说,在220的形成可以包括形成使得细长电导体具有圆形或至少基本上圆形横截面形状。
在本公开内容的范围内的是细长电导体可以具有和/或限定任何适合的直径或有效直径,和/或在220的形成可以包括形成具有适合直径和/或有效直径的细长电导体。作为实例,直径或有效直径可以为至少0.5毫米(mm)、至少0.75mm、至少1mm、至少1.25mm、至少1.5mm、至少1.75mm、至少2mm、至少2.5mm和/或至少3mm。额外地或可选地,直径或有效直径可以为至多4mm、至多3.5mm、至多3mm、至多2.5mm和/或至多2mm。然而,小于0.5mm和/或大于4mm的直径或有效直径也在本公开内容的范围内。
在240的施加介电涂层可以包括向细长电导体的外表面施加任何适合的介电涂层,并在图13中所图解。如本文中所图解,细长电导体100包括导体主体110,且导体主体的外表面由介电涂层180涂覆、覆盖和/或至少部分封装。这样的配置可以使细长电导体100与可能在细长电导体100附近的其他电导体电绝缘和/或可以阻止来自和/或进入细长电导体100的电流的无意和/或不希望的传导。覆盖有介电涂层180的细长电导体100在本文中也可以称为绝缘线114。介电涂层180的实例包括任何适合的介电材料、电绝缘材料和/或电绝缘聚合物。
在240的施加在本文中额外地或可选地可以称为或可以包括将细长的电导体插入一段电介质管中。在这些条件下,该段电介质管可以由任何适合的介电材料形成,其实例在本文中公开。
如本文中所讨论,根据本公开内容,细长电导体100可以展现超过传统电导体——诸如金属导体和/或不包括各向异性导电颗粒130的金属导体——的若干益处。这些益处可以包括:当与传统电导体比较时相当或甚至增强的电导率,当与传统电导体比较时降低的密度,和/或当与传统电导体比较时增强的电导率与密度比。如此,根据本公开内容,在多种不同的应用中利用细长电导体100可以是有益的。
作为实例,图14为根据本公开内容的电子零件190——诸如印刷电路板192——的示意性表示,其可以包括和/或利用细长电导体100。电子零件190可以包括介电支撑体194和可以在介电支撑体内延伸的多个导电迹线196。一条或多条导电迹线196可以包括根据本公开内容的细长电导体100、可以是根据本公开内容的细长电导体100和/或可以由根据本公开内容的细长电导体100形成。在图14的实例中,电子零件190进一步可以包括多个垫或接触垫198并且导电迹线196可以在对应的接触垫198之间延伸。
作为另一个实例,图15为根据本公开内容的交通工具186——诸如飞行器188——的示意性表示,其可以包括和/或利用细长电导体100。作为实例,可以利用图6、11和/或13的细长电导体100电互连交通工具186的各种零件以屏蔽交通工具186不受静电和/或电磁干涉(EMI)/射频干涉(RFI),和/或屏蔽交通工具186的一个或多个电零件不受雷击的直接或间接影响。作为另一个实例,交通工具186可以包括图14的一个或多个电子零件190和/或印刷电路板192。
在本公开内容的范围内的是本文中公开的细长电导体100可以用于增材制造工艺,诸如熔融沉积成型工艺。作为实例,并参考图14,根据本公开内容,增材制造工艺可以形成介电支撑体194和导电迹线196两者并可用于顺序地构建电子零件190和/或印刷电路板192。
在该实例中,导电迹线196可以但非必须以叠层方式形成,其中各个层用于增加给定的导电迹线196的截面积和/或用于限定以不同方向延伸的导电迹线的部分。在本公开内容的范围内的是导电迹线196的组成可以跨越横截面和/或沿其长度是均匀的或至少基本上均匀的。可选地,和当以叠层形式形成导电迹线时,也在本公开内容的范围内的是导电迹线的组成跨越横截面和/或沿其长度可以改变。作为实例,导电迹线196内的各向异性导电颗粒的浓度跨越横截面和/或沿其长度可以改变,可以有目的地改变和/或可以系统地改变。这样的配置可以允许跨越横截面和/或沿其长度形成具有控制的、调整的、和/或特定的电性质——诸如电阻——的导电迹线。
作为另一实例,并且参考图15,交通工具186和/或飞行器188的一个或多个零件可以经由增材制造工艺形成。作为更具体的实例,交通工具186的外表面或表皮189可以经由增材制造工艺形成,其中顺序施加介电支撑体194和细长电导体100以形成和/或限定表皮189。这样的配置可以允许表皮189为交通工具186起到电屏蔽的功能和/或可以允许在交通工具186的各个部分和/或区域之间经由表皮189传输一种或多种电流。
在下面编号的段落中描述根据本公开内容的发明主题的实例:
A1.一种限定细长电导体的方法,所述方法包括:
提供整体基体-颗粒复合材料,其包括:
(i)各向同性导电或至少基本上各向同性导电的基体材料;和
(ii)多个各向异性导电颗粒,其中多个各向异性导电颗粒中的每个各向异性导电颗粒限定各自的增强电导率的轴,其中沿着各自的增强电导率的轴的每个各向异性导电颗粒的电导率大于在不同于各自的增强电导率的轴的至少一个其他方向上的各向异性导电颗粒的电导率;
将整体基体-颗粒复合材料形成为限定纵轴的细长电导体;和
对齐多个各向异性导电颗粒,使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴与细长电导体的纵轴对齐或至少基本上对齐。
A2.段落A1的方法,其中所述提供包括提供使得(或其中,在对齐之前,)整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴是随机的或至少基本上随机的。
A3.段落A1-A2中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得下述中至少一个:
(i)整体基体-颗粒复合材料是各向同性导电基体材料和多个各向异性导电颗粒的混合物;
(ii)各向同性导电基体材料包围整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒;
(iii)各向同性导电基体材料封装整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒;和
(iv)多个各向异性导电颗粒散置在各向同性导电基体材料内。
A4.段落A1-A3中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得整体基体-颗粒复合材料是整体固体。
A5.段落A1-A4中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得各向同性导电基体材料包括导电材料、导电聚合物、导电玻璃和金属中至少一种。
A6.段落A1-A5中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得各向同性导电基体材料包括铜、由铜组成和基本上由铜组成中至少一种。
A7.段落A1-A6中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得多个各向异性导电颗粒包括多个插层石墨结构域、由多个插层石墨结构域组成和基本上由多个插层石墨结构域组成中至少一种。
A8.段落A7的方法,其中所述提供包括提供使得多个插层石墨结构域中每个包括插层掺杂剂,任选地其中选择插层掺杂剂以沿着增强电导率的轴增强插层石墨结构域的电导率。
A9.段落A8的方法,其中所述提供包括提供使得插层掺杂剂包括溴或是溴。
A10.段落A7-A9中任一项的方法,其中多个插层石墨结构域中每个包括多个石墨烯层,其中多个石墨烯层中每个限定各自的表面平面,其中多个插层石墨结构域的给定的插层石墨结构域中多个石墨烯层中每个的各自的表面平面平行于或至少基本上平行于给定的插层石墨结构域中每个另一石墨烯层的各自的表面平面,并且进一步其中给定的插层石墨结构域的增强电导率的轴平行于或至少基本上平行于多个石墨烯层中每个的各自的表面平面。
A11.段落A1-A10中任一项的方法,其中所述提供包括提供使得多个各向异性导电颗粒包括多个碳纳米管、由多个碳纳米管组成和基本上由多个碳纳米管组成中至少一种。
A12.段落A11的方法,其中所述提供包括提供使得多个碳纳米管中每个包括插层掺杂剂,任选地其中选择插层掺杂剂以增强多个碳纳米管的电导率。
A13.段落A12的方法,其中所述提供包括提供使得插层掺杂剂包括溴或是溴。
A14.段落A11-A13中任一项的方法,其中多个碳纳米管中每个限定各自的纳米管纵轴,并且进一步其中增强电导率的轴沿着或至少基本上沿着多个碳纳米管中每个的各自的纳米管纵轴。
A15.段落A1-A14中任一项的方法,其中方法进一步包括至少部分基于细长电导体的期望的电导率、细长电导体的期望的密度和细长电导体的一个或多个期望的机械性质中至少一种选择整体基体-颗粒复合材料内的各向同性导电基体材料的重量百分比。
A16.段落A1-A15中任一项的方法,其中整体基体-颗粒复合材料内的各向同性导电基体材料的重量百分比为下述中至少一个:
(i)至少40wt%、至少50wt%、至少60wt%、至少70wt%、至少80wt%或至少90wt%;和
(ii)至多95wt%、至多90wt%、至多80wt%、至多70wt%或至多60wt%。
A17.段落A1-A16中任一项的方法,其中方法进一步包括至少部分基于细长电导体的期望的电导率、细长电导体的期望的密度和细长电导体的一个或多个期望的机械性质中至少一种选择整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒的重量百分比。
A18.段落A1-A17中任一项的方法,其中整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒的重量百分比为下述中至少一个:
(i)至少5wt%、至少10wt%、至少15wt%、至少20wt%、至少25wt%、至少30wt%、至少35wt%或至少40wt%;和
(ii)至多60wt%、至多50wt%、至多40wt%、至多30wt%、至多20wt%或至多10wt%。
A19.段落A1-A18中任一项的方法,其中方法进一步包括至少部分基于细长电导体的期望的电导率、细长电导体的期望的密度和细长电导体的一个或多个期望的机械性质中至少一种选择多个各向异性导电颗粒内的插层掺杂剂的原子百分比。
A20.段落A1-A19中任一项的方法,其中多个各向异性导电颗粒内的插层掺杂剂的原子百分比为下述中至少一个:
(i)至少1at%、至少2at%、至少3at%、至少4at%、至少5at%、至少6at%、至少7at%、至少8at%、至少9at%、至少10at%或至少11at%;和
(ii)至多12at%、至多11at%、至多10at%、至多9at%、至多8at%、至多7at%、至多6at%、至多5at%、至多4at%、至多3at%或至多2at%。
A21.段落A1-A20中任一项的方法,其中所述形成包括沿着纵轴伸长整体基体-颗粒复合材料以限定细长电导体。
A22.段落A1-A21中任一项的方法,其中所述形成包括下述中至少一个:
(i)将整体基体-颗粒复合材料挤出通过挤出模具;
(ii)将整体基体-颗粒复合材料拉拽通过拉拽模具;和
(iii)将整体基体-颗粒复合材料拉挤通过拉挤模具。
A23.段落A1-A22中任一项的方法,其中所述形成包括:
(i)以整体基体-颗粒复合材料填充中空管以限定复合材料填充的管,该复
合材料填充的管限定管纵轴;
(ii)加热复合材料填充的管;
(iii)沿着管纵轴拉伸复合材料填充的管以伸长复合材料填充的管并限定细长电导体;和
(iv)任选地使细长电导体与中空管分离。
A24.段落A1-A23中任一项的方法,其中中空管包括中空玻璃管。
A25.段落A1-A24中任一项的方法,其中细长电导体包括导线或是导线。
A26.段落A1-A25中任一项的方法,其中所述形成包括形成使得细长电导体具有圆形或至少基本上圆形横截面形状。
A27.段落A1-A26中任一项的方法,其中所述形成包括形成使得细长电导体的直径或有效直径为下述中至少一个:
(i)至少0.5毫米(mm)、至少0.75mm、至少1mm、至少1.25mm、至少1.5mm、至少1.75mm、至少2mm、至少2.5mm或至少3mm;和
(ii)至多4mm、至多3.5mm、至多3mm、至多2.5mm或至多2mm。
A28.段落A1-A27中任一项的方法,其中所述对齐与所述形成同时或至少基本上同时。
A29.段落A1-A28中任一项的方法,其中所述对齐响应于所述形成。
A30.段落A1-A29中任一项的方法,其中所述形成产生所述对齐。
A31.段落A1-A30中任一项的方法,其中所述对齐包括对齐使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴平行于或至少基本上平行于细长电导体的纵轴。
A32.段落A1-A31中任一项的方法,其中所述对齐包括对齐使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴和平行于细长电导体的纵轴的对应线之间交叉的角度的平均值小于阈值平均角度。
A33.段落A32的方法,其中阈值平均角度小于30度、小于25度、小于20度、小于15度、小于10度、小于5度或小于1度。
A34.段落A1-A33中任一项的方法,其中所述对齐包括对齐使得多个各向异性导电颗粒的平均取向增强沿着细长电导体的纵轴的电传导。
A35.段落A1-A34中任一项的方法,其中所述对齐包括对齐使得如沿着其纵轴所测量的细长电导体的电导率大于整体基体-颗粒复合材料的电导率。
A36.段落A1-A35中任一项的方法,其中方法进一步包括向细长电导体的外表面施加介电涂层。
A37.一种由段落A1-A36中任一项的方法形成的细长电导体。
B1.一种细长电导体,其包括:
限定纵轴的导体主体,其中导体主体包括:
(i)各向同性导电基体材料;和
(ii)在各向同性导电基体材料内散置的多个各向异性导电颗粒,其中多个各向异性导电颗粒中的每个各向异性导电颗粒限定各自的增强电导率的轴,并且进一步其中多个各向异性导电颗粒中每个的增强电导率的轴与导体主体的纵轴对齐或至少基本上对齐。
B2.段落B1的细长电导体,其中导体主体限定导线。
B3.段落B1-B2中任一项的细长电导体,其中导体主体具有圆形或至少基本上圆形横截面形状。
B4.段落B1-B3中任一项的细长电导体,其中导体主体的直径或有效直径为下述中至少一个:
(i)至少0.5毫米(mm)、至少0.75mm、至少1mm、至少1.25mm、至少1.5mm、至少1.75mm、至少2mm、至少2.5mm或至少3mm;和
(ii)至多4mm、至多3.5mm、至多3mm、至多2.5mm或至多2mm。
B5.段落B1-B4中任一项的细长电导体,其中细长电导体进一步包括覆盖导体主体的外表面的介电涂层。
B6.段落B1-B5中任一项的细长电导体,其中各向同性导电基体材料包括导电聚合物、导电玻璃和金属中至少一种。
B7.段落B1-B6中任一项的细长电导体,其中各向同性导电基体材料包括铜、由铜组成和基本上由铜组成中至少一种。
B8.段落B1-B7中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒包括多个插层石墨结构域、由多个插层石墨结构域组成和基本上由多个插层石墨结构域组成中至少一种。
B9.段落B8的细长电导体,其中多个插层石墨结构域中每个包括插层掺杂剂,任选地其中选择插层掺杂剂以在增强电导率的轴上增强插层石墨结构域的电导率。
B10.段落B9的细长电导体,其中插层掺杂剂包括溴或是溴。
B11.段落B8-B10中任一项的细长电导体,其中多个插层石墨结构域中每个包括多个石墨烯层,其中多个石墨烯层中每个限定各自的表面平面,其中多个插层石墨结构域的给定的插层石墨结构域中多个石墨烯层中每个的各自的表面平面平行于或至少基本上平行于给定的插层石墨结构域中每个另一石墨烯层的各自的表面平面,并且进一步其中给定的插层石墨结构域的增强电导率的轴平行于或至少基本上平行于多个石墨烯层中每个的各自的表面平面。
B12.段落B1-B11中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒包括多个碳纳米管、由多个碳纳米管组成和基本上由多个碳纳米管组成中至少一种。
B13.段落B12的细长电导体,其中多个碳纳米管中每个包括插层掺杂剂,任选地其中选择插层掺杂剂以增强多个碳纳米管的电导率。
B14.段落B13的细长电导体,其中插层掺杂剂包括溴或是溴。
B15.段落B12-B14中任一项的细长电导体,其中多个碳纳米管中每个限定各自的纳米管纵轴,并且进一步其中增强电导率的轴沿着或至少基本上沿着多个碳纳米管中每个的各自的纳米管纵轴。
B16.段落B1-B15中任一项的细长电导体,其中整体基体-颗粒复合材料内的各向同性导电基体材料的重量百分比为下述中至少一个:
(i)至少40wt%、至少50wt%、至少60wt%、至少70wt%、至少80wt%或至少90wt%;和
(ii)至多95wt%、至多90wt%、至多80wt%、至多70wt%或至多60wt%。
B17.段落B1-B16中任一项的细长电导体,其中整体基体-颗粒复合材料内的多个各向异性导电颗粒的重量百分比为下述中至少一个:
(i)至少5wt%、至少10wt%、至少15wt%、至少20wt%、至少25wt%、至少30wt%、至少35wt%或至少40wt%;和
(ii)至多60wt%、至多50wt%、至多40wt%、至多30wt%、至多20wt%或至多10wt%。
B18.段落B1-B17中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒内的插层掺杂剂的原子百分比为下述中至少一个:
(i)至少1at%、至少2at%、至少3at%、至少4at%、至少5at%、至少6at%、至少7at%、至少8at%、至少9at%、至少10at%或至少11at%;和
(ii)至多12at%、至多11at%、至多10at%、至多9at%、至多8at%、至多7at%、至多6at%、至多5at%、至多4at%、至多3at%或至多2at%。
B19.段落B1-B18中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴平行于或至少基本上平行于细长电导体的纵轴。
B20.段落B1-B19中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴和平行于细长电导体的纵轴的对应线之间交叉的角度的平均值小于阈值平均角度。
B21.段落B20的细长电导体,其中阈值平均角度小于30度、小于25度、小于20度、小于15度、小于10度、小于5度或小于1度。
B22.段落B1-B21中任一项的细长电导体,其中多个各向异性导电颗粒的平均取向增强沿着细长电导体的纵轴的电传导。
B23.一种电子零件,其包括:
介电支撑体;和
在介电支撑体内延伸的多个导电的迹线,其中多个导电的迹线的至少子集包括段落B1-B22中任一项的细长电导体。
B24.一种印刷电路板,其包括:
介电支撑体;和
在介电支撑体内延伸的多个导电的迹线,其中多个导电的迹线的至少子集包括段落B1-B22中任一项的细长电导体。
B25.一种包括段落B1-B22中任一项的细长电导体、段落B23的电子零件或段落B24的印刷电路板的交通工具。
B26.一种包括段落B1-B22中任一项的细长电导体、段落B23的电子零件或段落B24的印刷电路板的飞行器。
如本文中所使用,当修饰装置的一个或多个零件或特性的动作、运动、配置或其他活动时,术语“选择的”和“选择地”意思是具体的动作、运动、配置或其他活动是装置的方面的用户操纵或装置的一个或多个零件的用户操纵的直接或间接结果。
如本文中所使用,术语“适于”和“配置”意思是元件、零件或其他主题设计用于和/或打算用于执行给定的功能。因此,术语“适于”和“配置”的使用不应被解释为意思是给定的元件、零件或其他主题简单地“能够”执行给定的功能,而是出于执行功能的目的具体地选择、创造、执行、利用、编程和/或设计元件、零件或其他主题。也在本公开内容的范围内的是叙述为适于执行特定的功能的元件、零件和/或其他叙述的主题可以额外地或可选地描述为配置为执行该功能,反之亦然。类似地,叙述为配置为执行特定的功能的主题可以额外地或可选地描述为操作以执行该功能。
如本文中所使用,关于一个或多个实体的列表的短语“至少一个”应理解为意思是选自实体的列表中任意一个或多个实体的至少一个实体,但不必须包括实体的列表内具体列举的每个和每一个实体中至少一个。该定义也允许除了短语“至少一个”所指的实体的列表内具体指出的实体外,实体可以任选地存在,无论涉及或不涉及具体指出的那些实体。因此,作为非限制性实例,在一个实施方式中,“A和B中至少一个”(或相等地,“A或B中至少一个”,或相等地,“A和/或B中至少一个”)可以指至少一个,任选地包括多于一个A而没有B存在(和任选地包括除了B的实体);在另一个实施方式,指至少一个,任选地包括多于一个B,而没有A存在(和任选地包括除了A的实体);在仍另一个实施方式中,指至少一个,任选地包括多于一个A和至少一个,任选地包括多于一个B(和任选地包括其他实体)。换句话说,短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”为开放式表达,其为连接和分离操作。例如,表达“A、B和C中至少一个”、“A、B或C中至少一个”、“A、B和C中一个或多个”、“A、B或C中一个或多个”和“A、B和/或C”中每个可以意思是单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、A、B和C一起、和任选地结合至少一个其他实体的上述任意一种。
根据本公开内容,本文中公开的装置的各种公开的零件和公开的方法的步骤不是对所有装置和方法都必需,并且本公开内容包括本文中公开的各种元件和步骤的所有新的和非显而易见的组合和子组合。而且,本文中公开的各种元件和步骤中一个或多个可以限定与公开的装置或方法的整体分离和远离的独立发明主题。因此,这样的发明主题不要求与本文中清楚地公开的具体装置和方法相关联,并且这样的发明主题可以用于本文中没有清楚地公开的装置和/或方法中。
进一步,本公开内容包括根据下面的条款的实施方式:
条款1.一种导电线,其包括:
限定纵轴的导体主体,其中导体主体包括:
(i)各向同性导电基体材料,其中各向同性导电基体材料基本上由铜组成;和
(ii)在各向同性导电基体材料内散置的多个各向异性导电颗粒,其中多个各向异性导电颗粒基本上由包括插层溴掺杂剂的多个插层石墨结构域组成,其中多个各向异性导电颗粒中的每个各向异性导电颗粒限定各自的增强电导率的轴,并且进一步其中多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴与导体主体的纵轴至少基本上对齐;和
覆盖导体主体的外表面的介电涂层。
条款2.一种限定细长电导体的方法,所述方法包括:
提供整体基体-颗粒复合材料,其包括:
(i)各向同性导电基体材料;和
(ii)多个各向异性导电颗粒,其中多个各向异性导电颗粒中的每个各向异性导电颗粒限定各自的增强电导率的轴,其中沿着各自的增强电导率的轴的每个各向异性导电颗粒的电导率大于在不同于各自的增强电导率的轴的至少一个其他方向上的各向异性导电颗粒的电导率;
将整体基体-颗粒复合材料形成为限定纵轴的细长电导体;和
对齐多个各向异性导电颗粒,使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴与细长电导体的纵轴至少基本上对齐。
条款3.条款2的方法,其中所述提供包括提供使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴在整体基体-颗粒复合材料内是至少基本上随机的。
条款4.条款2的方法,其中所述提供包括提供使得多个各向异性导电颗粒的增强电导率的轴平均地与对准轴至少部分对齐。
条款5.条款2的方法,其中所述提供包括提供使得各向同性导电基体材料包括至少导电聚合物、导电玻璃和金属中至少一种。
条款6.条款2的方法,其中所述提供包括提供使得各向同性导电基体材料包括铜。
条款7.条款2的方法,其中所述提供包括提供使得多个各向异性导电颗粒包括多个插层石墨结构域。
条款8.条款7的方法,其中所述提供包括提供使得多个插层石墨结构域中每个包括插层掺杂剂,选择该插层掺杂剂以增强沿着多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴的插层石墨结构域的电导率。
条款9.条款8的方法,其中所述提供包括提供使得插层掺杂剂包括溴。
条款10.条款2的方法,其中方法进一步包括至少部分基于细长电导体的期望的电导率、细长电导体的期望的密度和细长电导体的一个或多个期望的机械性质中至少一个,选择整体基体-颗粒复合材料内各向同性导电基体材料的重量百分比。
条款11.条款2的方法,其中所述形成包括沿着纵轴伸长整体基体-颗粒复合材料以限定细长电导体。
条款12.条款2的方法,其中所述形成包括下述中至少一个:
(i)将整体基体-颗粒复合材料挤出通过挤出模具;
(ii)将整体基体-颗粒复合材料拉拽通过拉拽模具;和
(iii)将整体基体-颗粒复合材料拉挤通过拉挤模具。
条款13.条款2的方法,其中所述对齐至少基本上与所述形成同时。
条款14.条款2的方法,其中所述对齐响应于所述形成。
条款15.条款2的方法,其中所述对齐包括对齐使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴与细长电导体的纵轴至少基本上平行。
条款16.条款2的方法,其中所述对齐包括对齐使得多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴和平行于细长电导体的纵轴的对应线之间交叉的角度的平均值小于30度。
条款17.条款2的方法,其中所述对齐包括对齐使得当沿着其纵轴测量时细长电导体的电导率大于整体基体-颗粒复合材料的电导率。
条款18.条款2的方法,其中方法进一步包括下述中至少一个:
(i)向细长电导体的外表面施加介电涂层;和
(ii)将细长电导体插入一段电介质管内。
条款19.一种细长电导体,其包括:
限定纵轴的导体主体,其中导体主体包括:
(i)各向同性导电基体材料;和
(ii)在各向同性导电基体材料内散置的多个各向异性导电颗粒,其中多个各向异性导电颗粒中的每个各向异性导电颗粒限定各自的增强电导率的轴,并且进一步其中多个各向异性导电颗粒中每个的各自的增强电导率的轴与导体主体的纵轴至少基本上对齐。
条款20.一种电子零件,其包括:
介电支撑体;和
在介电支撑体内延伸的多个导电的迹线,其中多个导电的迹线的至少子集包括权利要求19的细长电导体。
条款21.一种交通工具,其包括权利要求19的细长电导体。
如本文中所使用,当参考根据本公开内容的一个或多个零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法使用时,短语“例如”、短语“作为实例”和/或简单地术语“实例”旨在表达描述的零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法是根据本公开内容的零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法的说明性非排他性实例。因此,描述的零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法非旨在为限制性、必需或排他的/详尽的;并且其他零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法——包括结构上和/或功能上类似和/或相等的零件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法——也在本公开内容的范围内。
Claims (9)
1.一种细长电导体100,其包括:
限定纵轴102的导体主体110,其中所述导体主体110包括:
(i)各向同性导电基体材料120,其中所述各向同性导电基体材料120基本上由铜组成;和
(ii)在所述各向同性导电基体材料120内散置的多个各向异性导电颗粒130,其中所述多个各向异性导电颗粒130基本上由包括插层溴掺杂剂的多个插层石墨结构域140组成,其中所述多个各向异性导电颗粒130中每个各向异性导电颗粒130限定各自的增强电导率的轴170,并且进一步其中所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170与所述导体主体110的所述纵轴102至少基本上对齐,使得所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170和平行于所述细长电导体100的所述纵轴102的对应线之间交叉的角度的平均值小于30度;和
覆盖所述导体主体110的外表面的介电涂层180。
2.一种限定细长电导体100的方法,所述方法包括:
提供整体基体-颗粒复合材料98,所述整体基体-颗粒复合材料98包括:
(i)各向同性导电基体材料120;和
(ii)多个各向异性导电颗粒130,其中所述多个各向异性导电颗粒130中每个各向异性导电颗粒130限定各自的增强电导率的轴170,其中沿着所述各自的增强电导率的轴170的每个各向异性导电颗粒130的电导率大于在不同于所述各自的增强电导率的轴170的至少一个其他方向上的各向异性导电颗粒130的电导率;
将所述整体基体-颗粒复合材料98形成为限定纵轴102的细长电导体100;和
使存在于所述整体基体-颗粒复合材料98内的所述多个各向异性导电颗粒130对齐,使得所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170与所述细长电导体100的所述纵轴102至少基本上对齐,
其中所述对齐包括对齐使得所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170和平行于所述细长电导体100的所述纵轴102的对应线之间交叉的角度的平均值小于30度,
其中所述提供包括提供使得所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170在所述整体基体-颗粒复合材料98内是至少基本上随机的。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述提供包括提供使得所述多个各向异性导电颗粒130的所述增强电导率的轴170平均地与对准轴至少部分对齐。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述提供包括提供使得所述各向同性导电基体材料120包括导电聚合物、导电玻璃和金属中至少一种。
5.根据权利要求2所述的方法,其中所述提供包括提供使得所述多个各向异性导电颗粒130包括多个插层石墨结构域140,其中所述多个插层石墨结构域140中每个包括插层溴掺杂剂160,选择所述插层溴掺杂剂16以增强沿着所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170的所述插层石墨结构域的电导率。
6.根据权利要求2所述的方法,其中方法进一步包括至少部分基于所述细长电导体100的期望的电导率、所述细长电导体100的期望的密度和所述细长电导体100的一个或多个期望的机械性质中至少一个,选择所述整体基体-颗粒复合材料98内所述各向同性导电基体材料120的重量百分比。
7.根据权利要求2所述的方法,其中所述形成包括沿着所述纵轴102伸长所述整体基体-颗粒复合材料98以限定所述细长电导体100。
8.根据权利要求2所述的方法,其中所述对齐包括对齐使得所述多个各向异性导电颗粒130中每个的所述各自的增强电导率的轴170与所述细长电导体100的所述纵轴102至少基本上平行。
9.根据权利要求2所述的方法,其中所述对齐包括对齐使得当沿着其纵轴102测量时所述细长电导体100的电导率大于所述整体基体-颗粒复合材料98的电导率。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/158,274 US9872384B2 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Elongated, ultra high conductivity electrical conductors for electronic components and vehicles, and methods for producing the same |
US15/158,274 | 2016-05-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107403656A CN107403656A (zh) | 2017-11-28 |
CN107403656B true CN107403656B (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=58428064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710269752.1A Active CN107403656B (zh) | 2016-05-18 | 2017-04-24 | 用于电子零件和交通工具的细长超高电导率导体及其生产方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9872384B2 (zh) |
EP (1) | EP3252778B1 (zh) |
JP (1) | JP2018010859A (zh) |
KR (1) | KR102337222B1 (zh) |
CN (1) | CN107403656B (zh) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11127509B2 (en) | 2016-10-11 | 2021-09-21 | Ultraconductive Copper Company Inc. | Graphene-copper composite structure and manufacturing method |
US10828869B2 (en) | 2017-08-30 | 2020-11-10 | Ultra Conductive Copper Company, Inc. | Graphene-copper structure and manufacturing method |
US10825586B2 (en) | 2017-08-30 | 2020-11-03 | Ultra Conductive Copper Company, Inc. | Method and system for forming a multilayer composite structure |
US10784024B2 (en) | 2017-08-30 | 2020-09-22 | Ultra Conductive Copper Company, Inc. | Wire-drawing method and system |
US10969841B2 (en) | 2018-04-13 | 2021-04-06 | Dell Products L.P. | Information handling system housing integrated vapor chamber |
US10802556B2 (en) | 2018-04-13 | 2020-10-13 | Dell Products L.P. | Information handling system thermal fluid hinge |
US10401926B1 (en) * | 2018-04-13 | 2019-09-03 | Dell Products L.P. | Information handling system housing thermal conduit interfacing rotationally coupled housing portions |
US10936031B2 (en) | 2018-04-13 | 2021-03-02 | Dell Products L.P. | Information handling system dynamic thermal transfer control |
US10579112B2 (en) * | 2018-04-13 | 2020-03-03 | Dell Products L.P. | Graphite thermal conduit spring |
US10579113B2 (en) | 2018-04-13 | 2020-03-03 | Dell Products L.P. | Graphite thermal conduit spring |
US10802555B2 (en) | 2018-04-13 | 2020-10-13 | Dell Products L.P. | Information handling system thermally conductive hinge |
US10551888B1 (en) | 2018-08-13 | 2020-02-04 | Dell Products L.P. | Skin transition thermal control for convertible information handling systems |
GB2578717B (en) * | 2018-09-20 | 2020-12-09 | Chord Electronics Ltd | Conductive element |
US11203810B2 (en) * | 2019-05-13 | 2021-12-21 | The Boeing Company | Method and system for fabricating an electrical conductor on a substrate |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1833474A (zh) * | 2003-06-12 | 2006-09-13 | 帕特宁科技有限公司 | 透明导电结构及其产生方法 |
CN105706179A (zh) * | 2014-01-09 | 2016-06-22 | 波音公司 | 电导体和形成其的方法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1793529A (en) * | 1928-01-04 | 1931-02-24 | Baker & Co Inc | Process and apparatus for making filaments |
US4565649A (en) | 1974-08-23 | 1986-01-21 | Intercal Company | Graphite intercalation compounds |
US4915925A (en) * | 1985-02-11 | 1990-04-10 | Chung Deborah D L | Exfoliated graphite fibers and associated method |
US5397863A (en) * | 1991-09-13 | 1995-03-14 | International Business Machines Corporation | Fluorinated carbon polymer composites |
US6790425B1 (en) | 1999-10-27 | 2004-09-14 | Wiliam Marsh Rice University | Macroscopic ordered assembly of carbon nanotubes |
US6875374B1 (en) | 2003-02-26 | 2005-04-05 | The Regents Of The University Of California | Ceramic materials reinforced with single-wall carbon nanotubes as electrical conductors |
JP2006152372A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Shinshu Univ | 金属−ファイバ複合めっき物およびその製造方法 |
WO2008063148A2 (en) | 2005-05-20 | 2008-05-29 | University Of Central Florida | Carbon nanotube reinforced metal composites |
WO2008147431A2 (en) * | 2006-10-12 | 2008-12-04 | Cambrios Technologies Corporation | Functional films formed by highly oriented deposition of nanowires |
US8813352B2 (en) | 2007-05-17 | 2014-08-26 | The Boeing Company | Methods for fabricating a conductor |
WO2009077804A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Prysmian S.P.A. | Electric article comprising at least one element made from a semiconductive polymeric material and semiconductive polymeric composition |
US7897876B2 (en) | 2009-01-05 | 2011-03-01 | The Boeing Company | Carbon-nanotube/graphene-platelet-enhanced, high-conductivity wire |
US8445788B1 (en) | 2009-01-05 | 2013-05-21 | The Boeing Company | Carbon nanotube-enhanced, metallic wire |
US8263843B2 (en) | 2009-11-06 | 2012-09-11 | The Boeing Company | Graphene nanoplatelet metal matrix |
US8658902B2 (en) | 2010-03-16 | 2014-02-25 | Ls Cable Ltd. | Electrical transmission line |
KR101682504B1 (ko) * | 2010-03-22 | 2016-12-05 | 엘에스전선 주식회사 | 전차용 케이블 |
KR101705832B1 (ko) * | 2010-03-16 | 2017-02-10 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선 |
US8853540B2 (en) | 2011-04-19 | 2014-10-07 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Carbon nanotube enhanced conductors for communications cables and related communications cables and methods |
US10939550B2 (en) * | 2016-02-03 | 2021-03-02 | The Boeing Company | System and method of forming electrical interconnects |
-
2016
- 2016-05-18 US US15/158,274 patent/US9872384B2/en active Active
-
2017
- 2017-03-16 EP EP17161457.1A patent/EP3252778B1/en active Active
- 2017-03-31 KR KR1020170041915A patent/KR102337222B1/ko active IP Right Grant
- 2017-04-24 CN CN201710269752.1A patent/CN107403656B/zh active Active
- 2017-05-10 JP JP2017093888A patent/JP2018010859A/ja active Pending
- 2017-11-17 US US15/816,236 patent/US10631404B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1833474A (zh) * | 2003-06-12 | 2006-09-13 | 帕特宁科技有限公司 | 透明导电结构及其产生方法 |
CN105706179A (zh) * | 2014-01-09 | 2016-06-22 | 波音公司 | 电导体和形成其的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107403656A (zh) | 2017-11-28 |
US10631404B2 (en) | 2020-04-21 |
KR20170130280A (ko) | 2017-11-28 |
KR102337222B1 (ko) | 2021-12-08 |
EP3252778B1 (en) | 2020-02-12 |
US20180077797A1 (en) | 2018-03-15 |
EP3252778A1 (en) | 2017-12-06 |
US20170339787A1 (en) | 2017-11-23 |
US9872384B2 (en) | 2018-01-16 |
JP2018010859A (ja) | 2018-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107403656B (zh) | 用于电子零件和交通工具的细长超高电导率导体及其生产方法 | |
CN101147209B (zh) | 包括电缆的电子装置及其制造方法 | |
EP2518117B1 (en) | Electrical conductors having organic compound coatings | |
EP2711938B1 (en) | Silicone multilayer insulation for electric cable | |
KR20180005972A (ko) | 복합 재료 송전 케이블의 제조방법 | |
JP2006294528A (ja) | 極細径同軸ケーブル及びその製造方法 | |
CN201527838U (zh) | 一种复合导体架空绝缘电缆 | |
US20140353002A1 (en) | Electrically conductive wire and method of its production | |
CN207068489U (zh) | 新能源汽车用耐高温特种柔性铝合金动力电缆 | |
JP5595754B2 (ja) | 超極細同軸ケーブル及びその製造方法 | |
JP2014022145A (ja) | 高周波電力伝送用同軸ケーブル | |
CN202049776U (zh) | 一种耐高温航空导线 | |
CN202275622U (zh) | 一种飞机及高端设备发动机用电线 | |
CN103354126B (zh) | 轨道交通用耐腐蚀综合接地电缆 | |
CN103117115A (zh) | 一种电线电缆导体 | |
CN203895169U (zh) | 一种高性能铝合金导体光伏电缆 | |
CN207752815U (zh) | 耐热车用电缆 | |
CN202495268U (zh) | 航空用耐高温导线 | |
JP5239304B2 (ja) | 同軸ケーブル及びその製造方法 | |
CN206432056U (zh) | 一种现场总线数据电缆 | |
CN206075865U (zh) | 一种柔软型车载用导线 | |
JP2020184421A (ja) | カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線及びワイヤハーネス | |
CN104733085A (zh) | 一种耐高压工业电缆 | |
CN203260335U (zh) | 等离子数控机用电缆 | |
CN204204466U (zh) | 一种绝缘多芯屏蔽电缆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |