CN113046608A - 一种石墨烯金属及其制备方法与制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯金属及其制备方法与制品，属于石墨烯技术领域。按重量百分数计，该石墨烯金属的制备原料包括0.1‑1wt％的石墨烯材料，余量为金属材料；其中，石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。该石墨烯金属成本低，同时具有较佳的导电和导热性能，并具有良好的力学性能。由碳纤维和上述石墨烯金属制备得到的石墨烯金属碳纤维具有更优的机械力学性能和可焊接性。相应的，含有上述石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体制得的碳纤维蒙皮具有较佳的抗拉性能，能够防止因震动导致的金属疲劳。包括电源、电能热能转换器以及上述石墨烯金属碳纤维的导热系统能够通电后发热，有利于防止低温对交通工具、交通轨道或电缆等造成的危害。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯金属及其制备方法与制品。
背景技术
石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯能够导电导热，由于低温条件下例如冰雪环境通常会对交通工具的运行以及电缆等产品的性能产生影响，可将石墨烯用于改善上述问题，现有导热技术中需要采用较高的技术含量才能实现上述效果，成本高，不利于普及。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种石墨烯金属以解决上述技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种上述石墨烯金属的制备方法。
本发明的目的之三在于提供一种含有上述石墨烯金属的石墨烯金属碳纤维。
本发明的目的之四在于提供一种上述石墨烯金属碳纤维的制备方法。
本发明的目的之五在于提供一种含有上述石墨烯金属碳纤维的碳纤维蒙皮。
本发明的目的之六在于提供一种含有上述石墨烯金属碳纤维的导热系统。
本发明的目的之七在于提供一种设有上述导热系统，或制作材料含有上述石墨烯金属/石墨烯金属纤维/碳纤维蒙皮的交通工具。
本发明的目的之八在于提供一种设有上述导热系统的交通轨道。
本发明的目的之九在于提供一种设有上述导热系统的电缆。
本申请可这样实现：
第一方面，本申请提供一种石墨烯金属，按重量百分数计，石墨烯金属的制备原料包括0.1-1wt％的石墨烯材料，余量为金属材料。其中，石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。
在可选地实施方式中，石墨烯材料为纳米粉状材料。
在可选地实施方式中，金属材料包括铜、铝和钛中的至少一种。
在可选地实施方式中，制备原料包括0.1-1wt％的石墨烯材料和40-50wt％的铝，余量为铜；或，制备原料包括0.1-1wt％的石墨烯材料和70-80wt％的铝，余量为铜。
第二方面，本申请提供如前述实施方式的石墨烯金属的制备方法，包括以下步骤：将制备原料进行冶炼。
在可选地实施方式中，冶炼的温度不低于铜或钛的熔点。
第三方面，本申请提供一种石墨烯金属碳纤维，由碳纤维以及如前述实施方式的石墨烯金属制备而得。
在可选地实施方式中，碳纤维为线状或网状。
在可选地实施方式中，线状的碳纤维的长度为5-50mm。
在可选地实施方式中，线状的碳纤维的长度为任何所需长度。
在可选地实施方式中，碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
第四方面，本申请提供如前述实施方式的石墨烯金属碳纤维的制备方法，包括以下步骤：于碳纤维的表面负载石墨烯金属。
第五方面，本申请提供一种碳纤维蒙皮，碳纤维蒙皮具有含如前述实施方式的石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体。
在可选地实施方式中，蒙皮基体的表面另焊有金属碳纤维线或金属碳纤维网。
在可选地实施方式中，蒙皮基体的表面还设有金属层以将另焊的金属碳纤维线或金属碳纤维网压在蒙皮基体的表面。
在可选地实施方式中，金属层用于将另焊的金属碳纤维线或金属碳纤维网夹在蒙皮基体与金属层中间。
在可选地实施方式中，蒙皮基体的制备包括：以铝金属或钛金属的质量计，在铝金属或钛金属冶炼时投入铝金属或钛金属的0.1-1wt％的石墨烯材料以及0.1-1wt％线状的长度为5-50mm的碳纤维，然后压制成蒙皮基体。
在可选地实施方式中，碳纤维网直接设置于两片金属中间，然后再压制成蒙皮或其他制品，金属包括铜、铝、钛或各种合金。
在可选地实施方式中，碳纤维网的表面以热喷涂方式直接喷涂金属，然后再压制成蒙皮或其他制品，金属包括铜、铝、钛或各种合金。
在可选地实施方式中，金属层的背离蒙皮基体的一侧的外表面还热喷涂有石墨烯瓷漆层。
第六方面，本申请提供一种导热系统，包括电源、电能热能转换器以及如前述实施方式的石墨烯金属碳纤维，电能热能转换器分别与电源和石墨烯金属碳纤维电连接。
第七方面，本申请提供一种交通工具，其制作材料中含有如前述实施方式的石墨烯金属，或含有如前述实施方式的石墨烯金属碳纤维，或含有如前述实施方式的碳纤维蒙皮；或者交通工具设有如前述实施方式的导热系统。
在可选的实施方式中，交通工具包括汽车、火车、高铁、船和飞机。
在可选地实施方式中，当交通工具为汽车或飞机时，汽车的车身或飞机的机身的制作材料含有上述石墨烯金属或石墨烯金属碳纤维或碳纤维蒙皮；或汽车的车身/飞机的机身设有上述导热系统。
在可选地实施方式中，当交通工具为高铁或火车时，高铁或火车的防结冰部位设有上述导热系统。
在可选地实施方式中，防结冰部位包括底盘和/或牵引系统。
在可选地实施方式中，当交通工具为船时，船的船底设有上述导热系统。
第八方面，本申请提供一种交通轨道，交通轨道设有上述导热系统。
在可选地实施方式中，交通轨道为铁路轨道，铁路轨道的道岔处设有上述导热系统。
第九方面，本申请提供一种电缆，电缆的外表面绕设或连接有上述导热系统。
在可选地实施方式中，电缆为架空电缆。
本申请的有益效果包括：
本申请提供的石墨烯金属的制备原料中含有0.1-1wt％的石墨烯材料，且该石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。上述条件下的石墨烯金属成本低，同时具有较佳的导电和导热性能，并具有良好的力学性能。由碳纤维和上述石墨烯金属制备得到的石墨烯金属碳纤维具有更优的机械力学性能和可焊接性。相应的，含有上述石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体制得的碳纤维蒙皮具有较佳的抗拉性能，能够防止因震动导致的金属疲劳。包括电源、电能热能转换器以及上述石墨烯金属碳纤维的导热系统能够通电后发热，有利于防止低温对交通工具、交通轨道或电缆等造成的危害。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的石墨烯金属及其制备方法与制品进行具体说明。
本申请提出一种石墨烯金属，按重量百分数计，该石墨烯金属的制备原料包括0.1-1wt％的石墨烯材料，余量为金属材料。其中，石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。上述制备原料可以但不仅限于为粉末形式。
可参考地，石墨烯材料在石墨烯金属的制备原料中的含量可以为0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等，也可以为0.1-1wt％范围内的其它含量值。
上述石墨烯材料中可含有1层、2层、5层、8层或10层的纳米石墨烯，此外，也可含有1-10范围内的其它层数的纳米石墨烯。
在可选地实施方式中，金属材料包括铜、铝和钛中的至少一种，此外，也可包括其它金属，如铁或锌等。
在一些可选地实施方式中，石墨烯金属的制备原料可包括0.1-1wt％(如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等)的石墨烯材料，余量为铜。此处的铜包括纯铜以及铜合金等。
在另一些可选地实施方式中，石墨烯金属的制备原料可包括0.1-1wt％(如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等)的石墨烯材料，余量为铝。此处的铝包括纯铝以及铝合金等。
在另一些可选地实施方式中，石墨烯金属的制备原料可包括0.1-1wt％(如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等)的石墨烯材料，余量为钛。此处的钛包括钛金属以及钛合金等。
在另一些可选地实施方式中，石墨烯金属的制备原料还可以包括0.1-1wt％(如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等)的石墨烯材料和40-50wt％(40wt％、42wt％、45wt％、48wt％或50wt％等)的铝，余量为铜。此处的铜包括纯铜以及铜合金等，铝包括纯铝以及铝合金等。
在另一些可选地实施方式中，石墨烯金属的制备原料可包括0.1-1wt％(如0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％或1wt％等)的石墨烯材料和70-80wt％(如70wt％、72wt％、75wt％、78wt％或80wt％等)的铝，余量为铜。此处的铜包括纯铜以及铜合金等，铝包括纯铝以及铝合金等。
承上，通过以含有不超过10层的纳米石墨烯的石墨烯材料作为石墨烯金属的制备原料之一，并将其用量控制在0.1-1wt％范围内，一方面可在，满足成本较低的前提下，使石墨烯金属具有同时具有较优的导电和导热性能，同时还能使石墨烯金属具有良好的力学性能。
上述石墨烯金属例如可在通电的条件下导热发热，在低温条件(尤其是低于5℃)下使用可改善和降低冰雪等对交通工具、交通轨道、电缆等造成的危害。值得说明的是，若以含有超过10层的纳米石墨烯的石墨烯材料作为石墨烯金属的制备原料，会使所得的石墨烯金属在导电和导热性能方面降低，不适于用于改善低温带来的上述危害。
对应的，本申请提供了上述石墨烯金属的制备方法，包括以下步骤：将制备原料进行冶炼。具体可以是将各原料先混合均匀，随后进炉冶炼。
较佳地，冶炼的温度不低于铜或钛的熔点，以使金属熔化。
此外，本申请还提供了一种石墨烯金属碳纤维，其由碳纤维以及上述石墨烯金属制备而得。
在可选地实施方式中，石墨烯金属碳纤维中，碳纤维与石墨烯金属的质量比例如可以为0.5-3:0.1-1，如0.5:0.1、0.5:0.5、0.5:1、1:0.1、1:0.5、1.5:0.1、1.5:0.5、1.5:1、2:0.1、2:0.5、2:1、2.5:0.1、2.5:1、3:0.1或3:0.5等。
其中，碳纤维为可以为线状或网状，对应即为碳纤维线或碳纤维网。可参考地，线状的碳纤维的长度可以为5-50mm(短纤)，如5mm、10mm、20mm、30mm、40mm或50mm等，此外也可大于50mm，例如不低于100m(长纤)，在实际使用时，可根据所需长度进行具体设置。
在优选地实施方式中，上述碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
在可选地实施方式中，上述石墨烯金属碳纤维线还可设有绝缘层，以在需要绝缘的地方使用。
通过将上述石墨烯金属与碳纤维复合，能够进一步提高产品的机械性能、导电和导热性能。由此得到的石墨烯金属碳纤维可作为车厢或机身蒙皮的材料。
对应地，本申请提供上述石墨烯金属碳纤维的制备方法，包括以下步骤：于碳纤维的表面负载石墨烯金属。
可参考地，可以是在石墨烯金属中的金属熔化后，于冶炼石墨烯金属的熔炉中加入碳纤维线或碳纤维网，以使碳纤维线或碳纤维网的表面负载上述石墨烯金属，随后取出即可。
此外，本申请还提供了一种碳纤维蒙皮，其包括蒙皮基体，蒙皮基体含上述石墨烯金属碳纤维。
进一步地，蒙皮基体的表面还可另焊有金属碳纤维线或金属碳纤维网。另设的金属碳纤维线或金属碳纤维网可通过压制方式设于蒙皮基体的表面。
进一步地，蒙皮基体的表面还设有金属层以将上述另焊的金属碳纤维线或金属碳纤维网压在蒙皮基体的表面。上述金属层用于将另焊的金属碳纤维线或金属碳纤维网夹在蒙皮基体与金属层中间以形成碳纤维夹层。
该金属层所含金属包括铝、铜或钛等，具体的，金属层所含的金属可与石墨烯金属中的金属含有相同的金属元素。金属层可以薄板形式压制于蒙皮基体的表面。
可参考地，蒙皮基体的制备包括：以铝金属或钛金属的质量计，在铝金属或钛金属冶炼时投入铝金属或钛金属的0.1-1wt％的石墨烯材料以及0.1-1wt％的线状的长度为5-50mm的碳纤维，然后压制成蒙皮基体。
在可选地实施方式中，碳纤维网直接设置于两片金属中间，然后再压制成蒙皮或其他制品，金属包括铜、铝、钛或各种合金。
在可选地实施方式中，碳纤维网的表面以热喷涂方式直接喷涂金属，然后再压制成蒙皮或其他制品，金属包括铜、铝、钛或各种合金。
进一步地，金属层的背离蒙皮基体的一侧的外表面还可设有石墨烯瓷漆层。石墨烯瓷漆层可由石墨烯瓷漆通过热喷涂的方式喷涂于金属层的背离蒙皮基体的一侧的表面。
可参考地，按重量百分数计，上述石墨烯瓷漆的配方可包括80-90wt％的瓷釉粉、0.1-1wt％的石墨、2-6wt％的纳米二氧化锆、2-6wt％的纳米碳化硅、2-6wt％的纳米铁粉、1-6wt％的纳米铜粉以及1-6wt％的硼砂。其中，石墨由纳米石墨烯按不超过10层的层数层叠而得。可参考地，石墨烯瓷漆层的抗压性能为400-700MPa，维氏硬度为5200-7500MPa。此外，石墨烯瓷漆也可采用其它配方，优选为上述配方。
可参考地，石墨烯瓷漆层可以设置成哑面或光面，具体使用时，根据需要进行选择性设置。进一步地，石墨烯瓷漆层可配上所需永久性的颜色。
通过按上述石墨烯瓷漆配方设置石墨烯瓷漆层，一方面可起到提高承重以及耐磨性的作用，另一方面还可防锈、防火。
上述碳纤维蒙皮不仅能有效防止因震动而导致的金属疲劳，当石墨烯瓷漆具有光滑表面时其还可有效减少风阻和增强表面强度，石墨烯金属具有优异的导热性，其可迅速传导热源，节省能源。
值得说明的是，本申请上述碳纤维蒙皮中蒙皮基体的制备方法可参照现有技术，在此不做过多赘述。此外，上述石墨烯金属碳纤维蒙皮技术亦可应用在其他需高抗拉强度的地方，如桨、翼等。
此外，本申请还提供了一种导热系统，其包括电源、电能热能转换器以及上述石墨烯金属碳纤维，其中，电能热能转换器分别与电源和石墨烯金属碳纤维电连接，此外，还可与AI系统电信号连接。通电后，石墨烯金属碳纤维即可导热和发热。上述石墨烯金属碳纤维可看成是导热线。值得说明的是，相应的工作原理等可参照现有技术，在此不做过多赘述。
上述导热系统可设置于船底、道岔或电缆外表面等。
上述导热系统亦可作为油气管道表面的防结冰设施。
相应地，本申请提供了一种交通工具，其制作材料中含有上述石墨烯金属，或含有上述石墨烯金属碳纤维，或含有上述碳纤维蒙皮；或者该交通工具设有上述导热系统。
其中，交通工具包括汽车、火车、高铁、船和飞机等。
可参考地，当交通工具为汽车或飞机时，可以是汽车车身或飞机机身的制作材料含有上述石墨烯金属或石墨烯金属碳纤维或碳纤维蒙皮；也可以是汽车车身或飞机机身设有上述导热系统。通过上述设置，可提高汽车车身及飞机机身的力学性能，此外，当气温降至摄氏5度以下可通过导热系统进行导热，防止结冰。
可参考地，当交通工具为高铁或火车时，高铁或火车的防结冰部位设有上述导热系统。其中，防结冰部位例如可包括底盘和/或牵引系统。通过上述设置，可避免冰雪对列车运营系统产生的潜在危害。
可参考地，当交通工具为船时，船的船底设有上述导热和AI系统。通过上述设置，可避免在船舶抛锚停泊或停靠码头时海洋生物寄生于船底。
此外，本申请还提供一种交通轨道，交通轨道设有上述导热系统。
可参考地，交通轨道为铁路轨道，铁路轨道的道岔处设有上述导热系统。通过上述设置，无需工人对道岔进行除冰操作，降低道岔结冰对列车底盘或牵引系统等部位造成的危害，并可减少技术员对底盘、牵引系统等部位的检修。
此外，本申请还提供了一种电缆，其外表面绕设或连接有上述导热系统。
可参考地，电缆可以为架空电缆。通过上述设置，可避免在低温条件下电缆表面结冰。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.1wt％的石墨烯材料，余量为铜。其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例2
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.1wt％的石墨烯材料，余量为铝。其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例3
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.1wt％的石墨烯材料、40wt％的铝，余量为铜。其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例4
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.5wt％的石墨烯材料、50wt％的铝，余量为铜。其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例5
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括1wt％的石墨烯材料、45wt％的铝，余量为铜。其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例6
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括1wt％的石墨烯材料、80wt％的铝，余量为铜。其中，石墨烯材料含有5层纳米石墨烯。
实施例7
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.5wt％的石墨烯材料、70wt％的铝，余量为铜。其中，石墨烯材料含有8层纳米石墨烯。
实施例8
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.1wt％的石墨烯材料、75wt％的铝，余量为铜和铁。其中，石墨烯材料含有4层纳米石墨烯。
实施例9
本实施例提供一种石墨烯金属，其由混合均匀的制备原料熔炼而得。按重量百分数计，制备原料包括0.1wt％的石墨烯材料，余量为现行采用的铝合金，其中，石墨烯材料含有10层纳米石墨烯。
实施例10
本实施例提供一种石墨烯金属碳纤维，其经实施例6的石墨烯金属按质量比为1：2负载于碳纤维线表面而得。其中，其中，碳纤维线由长度为10mm的碳纤维制得，碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
实施例11
本实施例提供一种石墨烯金属碳纤维，其经实施例6的石墨烯金属按质量比为0.1：0.5负载于碳纤维线表面而得。其中，碳纤维线由长度为50mm的碳纤维制得，碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
实施例12
本实施例提供一种石墨烯金属碳纤维，其经实施例6的石墨烯金属按质量比为0.5：3负载于碳纤维线表面而得。其中，碳纤维线由长度为5mm的碳纤维制得，碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
实施例13
本实施例提供一种石墨烯金属碳纤维，其经实施例6的石墨烯金属按质量比为0.5：3负载于碳纤维网表面而得。其中，碳纤维网由长度为5mm的碳纤维制得，碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
实施例14
本实施例提供一种碳纤维蒙皮，其具有含实施例13的石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体。蒙皮基体的表面另压制有金属碳纤维网。蒙皮基体的表面还设有铝薄板以将另设的金属碳纤维网夹在蒙皮基体的表面以及铝薄板之间。铝薄板的背离所述蒙皮基体的一侧的表面还喷射有石墨烯瓷漆层。
按重量百分数计，上述石墨烯瓷漆的配方包括90wt％的瓷釉粉、1wt％的石墨、2wt％的纳米二氧化锆、2wt％的纳米铁粉、4wt％的纳米铜粉以及1wt％的硼砂。其中，石墨由纳米石墨烯按10层的层数层叠而得。
实施例15
本实施例提供一种导热系统，其包括电源、电能热能转换器以及实施例13的石墨烯金属碳纤维，电能热能转换器分别与电源和石墨烯金属碳纤维电连接。
实施例16
本实施例提供一种汽车，该汽车车身的制作材料包括实施例14的碳纤维蒙皮。
实施例17
本实施例提供一种汽车，该汽车车身设有实施例15的导热系统。当气温降至摄氏5度以下，通过导热系统进行导热，防止了车身结冰。
实施例18
本实施例提供一种飞机，该飞机机身的制作材料包括实施例14的碳纤维蒙皮。
实施例19
本实施例提供一种飞机，该飞机机身设有实施例15的导热系统。当气温降至摄氏5度以下，通过导热系统进行导热，防止了机身结冰。
实施例20
本实施例提供一种高铁，该高铁的底盘设有实施例15的导热系统。当气温降至摄氏5度以下，通过导热系统进行导热，避免了冰雪对高铁运营系统产生的潜在危害。
实施例21
本实施例提供一种火车，该火车的牵引系统设有实施例15的导热系统。当气温降至摄氏5度以下，通过导热系统进行导热，避免了冰雪对火车运营系统产生的潜在危害。
实施例22
本实施例提供一种轮船，该轮船的船底设有实施例15的导热系统。当气温降至摄氏5度以下，通过导热系统进行导热，避免了船舶抛锚停泊或停靠码头时海洋生物寄生于船底。
实施例23
本实施例提供一种道岔，该道岔设有实施例15的导热系统，避免工人对道岔进行除冰操作，降低了道岔结冰对列车底盘或牵引系统等部位造成的危害，同时，还减少了技术员对列车底盘、牵引系统等部位的检修。
实施例24
本实施例提供一种架空电缆，该架空电缆的外表面绕设有实施例15的导热系统，避免了低温条件下(低于5℃)电缆表面结冰。
对比例1
本对比例用于与实施例22进行对比，其与实施例22不同之处在于：导热系统中石墨烯金属碳纤维所含的石墨烯金属为对比例1中的石墨烯金属。当船舶抛锚停泊或停靠码头时，该导热系统不能避免海洋生物寄生于船底。
综上所述，本申请提供的石墨烯金属的制备原料中含有0.1-1wt％的石墨烯材料，且该石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。上述条件下的石墨烯金属同时具有较佳的导电和导热性能，并具有良好的力学性能。由碳纤维和上述石墨烯金属制备得到的石墨烯金属碳纤维具有更优的机械力学性能和可焊接性。相应的，含有上述石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体制得的碳纤维蒙皮具有较佳的抗拉性能，能够防止因震动导致的金属疲劳。包括电源、电能热能转换器以及上述石墨烯金属碳纤维的导热系统能够通电后发热，有利于防止低温对交通工具、交通轨道或电缆等造成的危害。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯金属，其特征在于，按重量百分数计，所述石墨烯金属的制备原料包括0.1-1wt％的石墨烯材料，余量为金属材料；其中，所述石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯；
优选地，所述石墨烯材料为纳米粉状材料；
优选地，所述金属材料包括铜、铝和钛中的至少一种；
优选地，所述制备原料包括0.1-1wt％的所述石墨烯材料和40-50wt％的铝，余量为铜；或，所述制备原料包括0.1-1wt％的所述石墨烯材料和70-80wt％的铝，余量为铜。
2.如权利要求1所述的石墨烯金属的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述制备原料进行冶炼；
优选地，冶炼的温度不低于铜或钛的熔点。
3.一种石墨烯金属碳纤维，其特征在于，由碳纤维以及如权利要求1所述的石墨烯金属制备而得；
优选地，所述碳纤维为线状或网状；
优选地，线状的所述碳纤维的长度为5-50mm；
优选地，线状的所述碳纤维的长度为任何所需长度；
优选地，所述碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。
4.如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：于所述碳纤维的表面负载所述石墨烯金属。
5.一种碳纤维蒙皮，其特征在于，所述碳纤维蒙皮具有含如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体；
优选地，所述蒙皮基体的表面另焊有金属碳纤维线或金属碳纤维网；
优选地，所述蒙皮基体的表面还设有金属层以将另焊的所述金属碳纤维线或所述金属碳纤维网压在所述蒙皮基体的表面；
优选地，所述金属层用于将另焊的所述金属碳纤维线或所述金属碳纤维网夹在所述蒙皮基体与所述金属层中间；
优选地，所述蒙皮基体的制备包括：以铝金属或钛金属的质量计，在铝金属或钛金属冶炼时投入所述铝金属或钛金属的0.1-1wt％的石墨烯材料以及0.1-1wt％的线状的长度为5-50mm的碳纤维，然后压制成所述蒙皮基体；
优选地，所述碳纤维网直接设置于两片金属中间，然后再压制成蒙皮或其他制品，所述金属包括铜、铝、钛或各种合金；
优选地，所述碳纤维网的表面以热喷涂方式直接喷涂金属，然后再压制成蒙皮或其他制品，所述金属包括铜、铝、钛或各种合金；
优选地，所述金属层的背离所述蒙皮基体的一侧的外表面还热喷涂有石墨烯瓷漆层。
6.一种导热系统，其特征在于，包括电源、电能热能转换器以及如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维，所述电能热能转换器分别与所述电源和所述石墨烯金属碳纤维电连接。
7.一种交通工具，其特征在于，所述交通工具的制作材料中含有如权利要求1所述的石墨烯金属，或含有如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维，或含有如权利要求5所述的碳纤维蒙皮，或所述交通工具设有如权利要求6所述的导热系统。
8.根据权利要求7所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具包括汽车、火车、高铁、船和飞机；
优选地，当所述交通工具为汽车或飞机时，所述汽车的车身或所述飞机的机身的制作材料含有如权利要求1所述的石墨烯金属，或含有如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维，或含有如权利要求5所述的碳纤维蒙皮，或设有如权利要求6所述的导热系统；
优选地，当所述交通工具为高铁或火车时，所述高铁或所述火车的防结冰部位设有如权利要求6所述的导热系统；
优选地，所述防结冰部位包括底盘和/或牵引系统；
优选地，当所述交通工具为船时，所述船的船底设有如权利要求6所述的导热系统。
9.一种交通轨道，其特征在于，所述交通轨道设有如权利要求6所述的导热系统；
优选地，所述交通轨道为铁路轨道，所述铁路轨道的道岔处设有如权利要求6所述的导热系统。
10.一种电缆，其特征在于，所述电缆的外表面绕设或连接有如权利要求6所述的导热系统；
优选地，所述电缆为架空电缆。
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