CN113131307B - 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷 - Google Patents

滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷 Download PDF

Info

Publication number
CN113131307B
CN113131307B CN202110327089.2A CN202110327089A CN113131307B CN 113131307 B CN113131307 B CN 113131307B CN 202110327089 A CN202110327089 A CN 202110327089A CN 113131307 B CN113131307 B CN 113131307B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
particles
carbon brush
slip ring
ring carbon
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
Application number
CN202110327089.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113131307A (zh
Inventor
张潇
别立夫
刘义红
曹建辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd filed Critical Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority to CN202110327089.2A priority Critical patent/CN113131307B/zh
Publication of CN113131307A publication Critical patent/CN113131307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113131307B publication Critical patent/CN113131307B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/12—Manufacture of brushes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26—Solid sliding contacts, e.g. carbon brush

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本申请涉及一种滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷。滑环碳刷制备方法包括：提供石墨颗粒与银颗粒；在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒；将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有了石墨、银以及Ti3CNTx的组分。所述刷体不仅具有较高的导电性与耐磨性，而且具有较高的强度与硬度。通过Ti3CNTx，降低了碳刷的电阻率，且确保了碳刷良好的自润滑性和机械性能。因此，通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有优异的导电性能和机械性能，且提高了材料的耐磨性。

Description

滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷
技术领域
本申请涉及碳刷技术领域，特别是涉及一种滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷。
背景技术
碳刷作为一种滑动电接触元件，被广泛应用于电气设备中。在医疗设备方面，主要用于CT滑环上作为信号以及电流的滑动接触体，因此必须具备良好的导电以及润滑性能。由于CT设备长时间高负荷的运转，难以避免的会遇到机器震动和电阻生热的状况，所以碳刷还必须具备一定的机械强度、良好的导热及耐磨的特性。
传统的滑环碳刷由于石墨导电率的局限性，碳刷整体的电阻较大，在大电流经过时难以避免会产生较大热量。电阻产生较大的热量导致石墨与滑轨的粘黏，加剧碳刷的磨损。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷。
本申请提供一种滑环碳刷制备方法，包括：
提供石墨颗粒与银颗粒；
在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒；
将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；
将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。
在一个实施例中，所述在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒的步骤，包括：
将所述石墨颗粒依次放置于氯化亚锡和氯化氢组成的混合溶液、氯化钯和氯化氢组成的混合溶液以及硝酸银、乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠和甲醛组成的混合溶液中进行搅拌过滤，制备形成第四石墨颗粒溶液；
采用水浴控制所述第四石墨颗粒溶液的溶液温度，并采用氢氧化钠调节所述第四石墨颗粒溶液的PH值；
将调节PH值后的所述第四石墨颗粒溶液进行离心、洗涤以及干燥处理，制备所述镀银石墨颗粒。
在一个实施例中，所述将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合的步骤中，所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒的混合质量比为7：3至8：2。
在一个实施例中，所述滑环碳刷制备方法还包括：
对所述刷体的表面进行打磨与涂层处理，并对打磨与涂层处理后的所述刷体进行打孔，并安装刷辫，制备滑环碳刷。
在一个实施例中，所述将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒的步骤中，对所述Ti3CNTx进行超声分散，并采用氟化物刻蚀掉主族元素，且对所述Ti3CNTx的表面基团进行修饰。
在一个实施例中，所述在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒的步骤中，采用化学气相沉积法在所述石墨颗粒的表面制备所述银膜。
在一个实施例中，本申请提供一种滑环碳刷制备方法，包括：
提供石墨烯与银颗粒；
在所述石墨烯的表面制备银膜，获得镀银石墨烯；
将所述镀银石墨烯与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨烯与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；
将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。
在一个实施例中，所述在所述石墨烯的表面制备银膜，获得镀银石墨烯的步骤，包括：
将所述石墨烯放置于浓硫酸中电磁搅拌，制备第一混合溶液；
在所述第一混合溶液中依次加入高锰酸钾、蒸馏水以及双氧水和稀盐酸组成的混合溶液中，并搅拌除去高锰酸钾，制备第四混合溶液；
对所述第四混合溶液进行离心处理与清洗，并进行干燥，制备氧化石墨烯；
将所述氧化石墨烯依次放置于蒸馏水溶液中，并加入硝酸银和水合肼，制备第六混合溶液；
对所述第六混合溶液依次进行磁力搅拌、加热、保温、冷却、离心处理、洗涤以及干燥，制备所述镀银石墨烯。
在一个实施例中，所述高锰酸钾与所述石墨烯的质量比为3:4，所述氧化石墨烯与所述硝酸银的质量比为1:1，所述浓硫酸、所述双氧水、所述稀盐酸与所述水合肼的体积比为4:3:2:2。
在一个实施例中，本申请提供一种滑环碳刷，采用上述实施例中任一项所述的滑环碳刷制备方法制备。
上述所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有银材料和石墨材料组分。石墨材料拥有很好的润滑性。银材料具有优良的导电性及导热性，克服了石墨导电性问题。银的氧化物在150℃左右分解，不会存在氧化问题。
通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体充分利用了银的导电性和石墨的润滑性。Ti3CNTx具有优良的导电性能。Ti3CNTx具有独特的片层结构。片层结构类似于石墨的片层结构，具有自润滑效果。Ti3CNTx导电性能优异，能够增强所述刷体的力学性能，提高所述滑环碳刷的耐磨性。Ti3CNTx的二维结构也具有较高的机械性能。
通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有了石墨、银以及Ti3CNTx的组分。所述刷体不仅具有较高的导电性与耐磨性，而且具有较高的强度与硬度。Ti3CNTx的电导率为4.6103S/cm。通过Ti3CNTx，降低了碳刷的电阻率，且确保了碳刷良好的自润滑性和机械性能。因此，通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有优异的导电性能和机械性能，且提高了材料的耐磨性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一个实施例中滑环碳刷制备方法的步骤流程示意图；
图2为本申请提供的另一个实施例中滑环碳刷制备方法的步骤流程示意图；
图3为本申请提供的石墨、银颗粒、Ti3CNTx、SnS2的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本申请提供一种滑环碳刷制备方法，包括：
S110，提供石墨颗粒与银颗粒；
S120，在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒；
S130，将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；
S140，将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。
在所述S120中，采用气相沉积法、化学镀法、电镀法、光辐射法或者热分解法等方法，在所述石墨颗粒的表面制备银膜，形成所述镀银石墨颗粒。
在所述S130中，将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合进行球磨。在球磨过程中加入Ti3CNTx制备形成所述混合颗粒。
在所述S140中，将充分研磨后的所述混合颗粒放入模具中，然后利用机械压力挤压成型，形成所述模体。所述模体的形状可以为长方体、圆柱体或者正方体等形状。在所述S140中，采用真空热压烧结或者电火花烧结等方法对所述模体进行烧结，形成所述刷体。所述刷体为所述滑环碳刷的主体部分。
本实施例中，通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有银材料和石墨材料组分。石墨材料拥有很好的润滑性。银材料具有优良的导电性及导热性，克服了石墨导电性问题。银的氧化物在150℃左右分解，不会存在氧化问题。
通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体充分利用了银的导电性和石墨的润滑性。Ti3CNTx为一种新的二维过渡金属碳氮化物MXene(迈克烯)材料。Ti3CNTx具有优良的导电性能。Ti3CNTx具有独特的片层结构，片层结构类似于石墨的片层结构，具有自润滑效果，导电性能优异，能够增强所述刷体的力学性能，提高所述滑环碳刷的耐磨性。Ti3CNTx的二维结构也具有较高的机械性能。
通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有了石墨、银以及Ti3CNTx的组分。所述刷体不仅具有较高的导电性与耐磨性，而且具有较高的强度与硬度。Ti3CNTx的电导率为4.6103S/cm。通过Ti3CNTx，降低了碳刷的电阻率，且确保了碳刷良好的自润滑性和机械性能。因此，通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的所述刷体具有优异的导电性能和机械性能，且提高了材料的耐磨性。
在一个实施例中，在所述S110中，将所述石墨颗粒与所述银颗粒进行筛选，使得所述石墨颗粒与所述银颗粒的颗粒尺寸小于50微米。
在一个实施例中，采用固定筛、滚动筛或者振动筛，对所述石墨颗粒与所述银颗粒进行筛选，提高了所述石墨颗粒与所述银颗粒的均一性。
在一个实施例中，所述镀银石墨颗粒表面的银膜厚度为1微米至2微米。
在一个实施例中，在所述S140中，采用真空热压烧结方法时，烧结温度设置为700℃至1000℃，烧结时间为1小时至3小时。
在一个实施例中，在所述S140中，采用惰性气体(常用的为氮气)保护后热压烧结方法对所述模体烧结形成所述刷体。
在一个实施例中，在所述S140中，采用电火花烧结方法时，所述混合颗粒在成型压制时，通入直流电和脉冲电，使得所述混合颗粒之间产生电弧，进而实现烧结的过程。在烧结过程中，逐渐施加压力，使得所述模体烧结形成所述刷体。
在一个实施例中，在所述S130中，加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒进行球磨时，球磨速度为250r/min，时间大于6小时。
在一个实施例中，所述S120包括：
S121，将所述石墨颗粒在空气氛围下加热至350℃至450℃，并保温25分钟至35分钟，制备第一石墨颗粒；在一个实施例中，在所述S121中，将所述石墨颗粒在空气氛围下加热至400℃并保温30分钟。
S122，将所述第一石墨颗粒在酒精溶液中超声分散10分钟至20分钟，并进行过滤洗涤处理，制备第二石墨颗粒；在一个实施例中，在所述S122中，将所述第一石墨颗粒在酒精溶液中超声分散15分钟后过滤洗涤得到处理后的所述第二石墨颗粒。
S123，将所述第二石墨颗粒放置于氯化亚锡和氯化氢组成的溶液中，搅拌15分钟至25分钟后过滤洗涤，制备第三石墨颗粒；在一个实施例中，在所述S123中，所述氯化亚锡和氯化氢组成的溶液中，所述氯化亚锡的质量浓度为28g/L至32g/L，所述氯化氢的浓度为58ml/L至62ml/L。在一个实施例中，在所述S123中，将所述第二石墨颗粒放置于30g/L氯化亚锡SnCl2、60ml/L HCl组成的溶液中，充分搅拌20分钟后过滤洗涤，获得所述第三石墨颗粒。
S124，将所述第三石墨颗粒放置于氯化钯和氯化氢组成的溶液中，搅拌15分钟至25分钟后过滤洗涤，制备第四石墨颗粒；在一个实施例中，在所述S124中，所述氯化钯和氯化氢组成的溶液中，所述氯化钯的质量浓度为0.2g/L至0.3g/L，所述氯化氢的浓度为9ml/L至11ml/L。在一个实施例中，在所述S124中，将所述第三石墨颗粒放置于0.25g/L氯化钯PdCl2、10ml/L氯化氢HCl组成的混合溶液中，充分搅拌20分钟后过滤洗涤。
S125，将所述第四石墨颗粒放置于硝酸银、乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠和甲醛组成的溶液中，制备第四石墨颗粒溶液；在一个实施例中，在所述S125中，所述硝酸银、乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠和甲醛组成的溶液中，所述硝酸银的质量浓度为9g/L至11g/L，所述乙二胺四乙酸的质量浓度为13g/L至17g/L，所述酒石酸钾钠的质量浓度为12g/L至16g/L，所述甲醛的浓度为9ml/L至11ml/L。在一个实施例中，在所述S125中，将所述第四石墨颗粒放置于10g/L硝酸银AgNO3、15g/L乙二胺四乙酸EDTA、14g/L酒石酸钾钠C4O6H4KNa、10ml/LHCHO组成的混合溶液中。
S126，采用水浴控制所述第四石墨颗粒溶液的溶液温度为40℃至50℃，并采用氢氧化钠调节所述第四石墨颗粒溶液的PH值为10至12，且静置3.5小时至4.5小时；在一个实施例中，在所述S126中，水浴控制所述第四石墨颗粒溶液的溶液温度为45℃，并采用氢氧化钠调节所述第四石墨颗粒溶液的PH值为11，静置4小时。
S127，将静止后的所述第四石墨颗粒溶液进行离心、洗涤以及干燥处理，制备所述镀银石墨颗粒。在一个实施例中，在所述S127中，静止后的所述第四石墨颗粒溶液充分反应后，进行离心、洗涤以及干燥，制备得到所述镀银石墨颗粒。在一个实施例中，所述镀银石墨颗粒的镀层厚度1um至2um。
本实施例中，通过所述S120中多次对所述石墨颗粒进行处理，并通过设置所述氯化亚锡和氯化氢组成的溶液中所述氯化亚锡的质量浓度和所述氯化氢的浓度、所述氯化钯和氯化氢组成的溶液中所述氯化钯的质量浓度以及所述氯化氢的浓度、所述硝酸银、乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠和甲醛组成的溶液中所述硝酸银的质量浓度、所述乙二胺四乙酸的质量浓度、所述酒石酸钾钠的质量浓度和所述甲醛的浓度，获得所述镀银石墨颗粒。通过所述S120将金属银和非金属石墨颗粒组成弥散结构的镀层。在镀银层中均匀地分布石墨成分，形成复合电镀层。通过所述S120制备获得的所述镀银石墨颗粒不仅具有纯银电镀的所有特点，而且还可以获得纯度银层所无法得到的化学机械特性。通过所述S120制备获得的所述镀银石墨颗粒具有比纯镀银层更高的耐磨性能和导电性能，并且免维护自润滑，提高效率，降低成本。
在一个实施例中，S120，在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒的步骤还包括电镀法、光辐射法或热分解法等。
在一个实施例中，所述将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合的步骤中，所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒的混合质量比为7：3至8：2。
本实施例中，相对于传统制备方法，本申请所述滑环碳刷制备方法通过在7：3至8：2的比例范围内调控所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒的比例，并加入Ti3CNTx使得碳刷的电阻率降低，同时确保了碳刷良好的自润滑性和机械性能。并且，相对于传统制备方法，本申请所述滑环碳刷制备方法通过在7：3至8：2的比例范围内调控所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒的比例，大大降低了银单质的含量(30％)，并加入Ti3CNTx使得碳刷具有优异的导电性能和机械性能，且提高了材料的耐磨性。
在一个实施例中，所述滑环碳刷制备方法还包括：
S150，对所述刷体的表面进行打磨与涂层处理，并对打磨与涂层处理后的所述刷体进行打孔，并安装刷辫，制备滑环碳刷；
在所述S150中，所述滑环碳刷的组分包括：石墨、银、Ti3CNTx、SnS2、沥青基黏结剂等。其中，石墨的质量百分比为50wt％至70wt％，银的质量百分比为20wt％至40wt％，Ti3CNTx的质量百分比为0.1wt％至10wt％。在所述滑环碳刷制备方法中添加了少量SnS2SnS2作为润滑剂，进一步提升碳刷的摩擦磨损性能及灭弧性能。
本实施例中，对所述刷体的表面进行打磨处理，确保了滑环碳刷表面的粗糙度，有利于涂层处理。其中，打磨处理的具体参数可以根据实际需求进行设计，一般要求Ra小于等于0.5。对所述刷体的表面进行涂层处理，可以防止滑环碳刷被空气氧化，进而增加滑环碳刷的导电导热性能。
对打磨与涂层处理后的所述刷体进行打孔时，打孔位置可以根据滑环碳刷的使用环境改变，并不局限于某一特定位置。在一个实施例中，在所述刷体的底部中心位置进行打孔，孔深5mm至8mm。
通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的滑环碳刷具有良好的导电、导热、耐电磨损以及灭弧性能。并且，通过所述滑环碳刷制备方法制备获得的滑环碳刷的结构简单，引出的铜辫导线通过铜胶直接粘结固定在碳刷本体上，不易脱落，使用寿命长，大幅提高了滑环碳刷的使用周期，降低企业的生产及使用成本。
在一个实施例中，所述将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒的步骤中，对所述Ti3CNTx进行超声分散，并采用氟化物刻蚀掉主族元素，且对所述Ti3CNTx的表面基团进行修饰。
本实施例中，Ti3CNTx经过超声分散，然后利用HF酸(氟化物)选择性刻蚀掉主族元素，然后修饰不同的表面基团(例如-OH、-F、-Cl、-Br、-NH2、-Se、-Te等)。Ti3CNTx的结构类似石墨的片层结构，具有自润滑效果，导电性能优异，能够增强滑环碳刷的力学性能，提高碳刷的耐磨性。
在一个实施例中，所述在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒的步骤中，采用化学气相沉积法在所述石墨颗粒的表面制备所述银膜。
本实施例中，化学气相沉积法利用气态或蒸汽态的银，在气相或气固界面上发生反应，进而在所述石墨颗粒的表面生成固态沉积物的银膜，从而制备获得所述镀银石墨颗粒。
请参见图2，在一个实施例中，本申请提供一种滑环碳刷制备方法，包括：
S210，提供石墨烯与银颗粒；
S220，在所述石墨烯的表面制备银膜，获得镀银石墨烯；
S230，将所述镀银石墨烯与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨烯与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；
S240，将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。
在所述S220中，采用气相沉积法、化学镀法、电镀法、光辐射法或者热分解法等方法，在所述石墨烯的表面制备银膜，形成所述镀银石墨烯。
在所述S230中，将所述镀银石墨烯与所述银颗粒混合进行球磨。在球磨过程中加入Ti3CNTx制备形成所述混合颗粒。
在所述S240中，将充分研磨后的所述混合颗粒放入模具中，然后利用机械压力挤压成型，形成所述模体。所述模体的形状可以为长方体、圆柱体或者正方体等形状。在所述S240中，采用真空热压烧结或者电火花烧结等方法对所述模体进行烧结，形成所述刷体。所述刷体为所述滑环碳刷的主体部分。
本实施例中，将镀银石墨烯作为增强相物质，添加到所述刷体中，进一步提高了滑环碳刷的导电和耐磨性。镀银石墨烯解决了石墨与银基体结合强度不足的问题。石墨烯拥有着高强度、导电导热等性能，能有效改善滑环碳刷材料的强度、硬度、导电导热性能。并且，石墨烯具有超大的正反表面积。石墨烯作为支撑材料可供银金属颗粒循环反复的镶嵌和脱嵌，进而提高了石墨与银基体的结合强度。因此，镀银石墨烯解决了石墨烯与银金属基体的界面结合强度不足的问题，从而进一步提高了滑环碳刷材料的耐摩擦性能。
在一个实施例中，所述S220包括：
S221，将所述石墨烯放置于浓硫酸中电磁搅拌20分钟至40分钟，制备第一混合溶液；在一个实施例中，在所述S221中，将1.5g的石墨烯放置于20ml 98％浓硫酸中，电磁搅拌30分钟。
S222，在所述第一混合溶液中加入高锰酸钾，制备第二混合溶液，并采用冰水浴控制所述第二混合溶液的溶液温度小于20℃，且保持1.5小时至2.5小时；在一个实施例中，在所述S222中，所述高锰酸钾与所述石墨烯的质量比为3:4。在一个实施例中，在所述第一混合溶液中加入2g高锰酸钾，并采用冰水浴控制所述第二混合溶液的溶液温度小于20℃，且保持2小时。
S223，在所述第二混合溶液中加入蒸馏水，制备第三混合溶液，并将所述第三混合溶液加热至85℃至95℃，且保持25分钟至35分钟；在一个实施例中，在所述S223中，在所述第二混合溶液中加入50ml蒸馏水，并将所述第三混合溶液加热至90℃，且保温30分钟。
S224，在所述第三混合溶液中加入双氧水和稀盐酸，并搅拌25分钟至35分钟除去高锰酸钾，制备第四混合溶液；在一个实施例中，在所述S224中，在所述第三混合溶液中加入15ml 30％双氧水和10ml稀盐酸，并充分搅拌30分钟，以除去多余高锰酸钾。
S225，对所述第四混合溶液进行离心处理与清洗，并进行干燥，制备氧化石墨烯；在一个实施例中，在所述S225中，对所述第四混合溶液进行离心并采用蒸馏水反复清洗3次以上，将产物置于烘干箱中干燥20小时，进而获得所述氧化石墨烯。
S226，将所述氧化石墨烯放置于蒸馏水中超声震荡0.5小时至1.5小时，制备第五混合溶液；在一个实施例中，在所述S226中，将0.5g所述氧化石墨烯放置于50mL蒸馏水中超声震荡1小时。
S227，在所述第五混合溶液中加入硝酸银与水合肼，制备第六混合溶液；在一个实施例中，所述氧化石墨烯与所述硝酸银的质量比为1:1。所述浓硫酸、所述双氧水、所述稀盐酸与所述水合肼的体积比为4:3:2:2。在一个实施例中，在所述S227中，在所述第五混合溶液中加入0.5g硝酸银与10ml水合肼。
S228，对所述第六混合溶液进行磁力搅拌5分钟至15分钟，加热至90℃至100℃，并进行保温0.5小时至1.5小时后自然冷却，制备第七混合溶液；在一个实施例中，在所述S228中，对所述第六混合溶液进行磁力搅拌10分钟后，将所述第六混合溶液加热至95℃，并保温1小时后自然冷却。
S229，将所述第七混合溶液进行离心处理与洗涤，并进行干燥，制备所述镀银石墨烯。在一个实施例中，在所述S229中，将所述第七混合溶液进行离心并反复洗涤处理，将产物放置于60℃烘干箱中干燥24小时，制备获得所述镀银石墨烯。
本实施例中，通过所述S220中多次对所述石墨烯进行处理，并通过设置所述高锰酸钾与所述石墨烯的质量比、所述氧化石墨烯与所述硝酸银的质量比以及所述浓硫酸、所述双氧水、所述稀盐酸与所述水合肼的体积比，制备获得所述镀银石墨烯。通过所述S220将金属银和非金属石墨烯组成弥散结构的镀层。在镀银层中均匀地分布石墨成分，形成复合电镀层。通过所述S220制备获得的所述镀银石墨烯。不仅具有纯银电镀的所有特点，而且还可以获得纯度银层所无法得到的化学机械特性。通过所述S220制备获得的所述镀银石墨烯具有比纯镀银层更高的耐磨性能和导电性能，并且免维护自润滑，提高效率，降低成本。
在一个实施例中，本申请提供一种滑环碳刷，采用上述实施例中任一项所述的滑环碳刷制备方法制备。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种滑环碳刷制备方法，其特征在于，包括：
提供石墨颗粒与银颗粒；
在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒；
将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒，所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒的混合质量比为7：3至8：2；
将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体。
2.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒，包括：
将所述石墨颗粒依次放置于氯化亚锡和氯化氢组成的混合溶液、氯化钯和氯化氢组成的混合溶液以及硝酸银、乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠和甲醛组成的混合溶液中进行搅拌过滤，制备形成第四石墨颗粒溶液；
采用水浴控制所述第四石墨颗粒溶液的溶液温度，并采用氢氧化钠调节所述第四石墨颗粒溶液的PH值；
将调节PH值后的所述第四石墨颗粒溶液进行离心、洗涤以及干燥处理，制备所述镀银石墨颗粒。
3.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述滑环碳刷制备方法还包括：
对所述刷体的表面进行打磨与涂层处理，并对打磨与涂层处理后的所述刷体进行打孔，并安装刷辫，制备滑环碳刷。
4.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述将所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨颗粒与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒的步骤中，对所述Ti3CNTx进行超声分散，并采用氟化物刻蚀掉主族元素，且对所述Ti3CNTx的表面基团进行修饰。
5.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述在所述石墨颗粒的表面制备银膜，获得镀银石墨颗粒的步骤中，采用化学气相沉积法在所述石墨颗粒的表面制备所述银膜。
6.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，对所述石墨颗粒与所述银颗粒进行筛选的筛选方法为固定筛、滚动筛或者振动筛的任一种方法。
7.根据权利要求1所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体的步骤中，采用电火花烧结方法将所述模体烧结形成所述刷体。
8.一种滑环碳刷制备方法，其特征在于，包括：
提供石墨烯与银颗粒；
在所述石墨烯的表面制备银膜，获得镀银石墨烯；
将所述镀银石墨烯与所述银颗粒混合，并加入Ti3CNTx对所述镀银石墨烯与所述银颗粒球磨，获得混合颗粒；
将所述混合颗粒挤压形成模体，并将所述模体烧结形成刷体；
在所述石墨烯的表面制备银膜，获得镀银石墨烯，包括：
将所述石墨烯放置于浓硫酸中电磁搅拌，制备第一混合溶液；
在所述第一混合溶液中加入高锰酸钾，制备第二混合溶液，并采用冰水浴控制所述第二混合溶液的溶液温度小于20℃；
在所述第二混合溶液中依次加入蒸馏水以及双氧水和稀盐酸组成的混合溶液中，并搅拌除去高锰酸钾，制备第四混合溶液；
对所述第四混合溶液进行离心处理与清洗，并进行干燥，制备氧化石墨烯；
将所述氧化石墨烯依次放置于蒸馏水溶液中，并加入硝酸银和水合肼，制备第六混合溶液；
对所述第六混合溶液依次进行磁力搅拌、加热、保温、冷却、离心处理、洗涤以及干燥，制备所述镀银石墨烯。
9.根据权利要求8所述的滑环碳刷制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾与所述石墨烯的质量比为3:4，所述氧化石墨烯与所述硝酸银的质量比为1:1，所述浓硫酸、所述双氧水、所述稀盐酸与所述水合肼的体积比为4:3:2:2。
10.一种滑环碳刷，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的滑环碳刷制备方法制备。
CN202110327089.2A 2021-03-26 2021-03-26 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷 Active CN113131307B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110327089.2A CN113131307B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110327089.2A CN113131307B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113131307A CN113131307A (zh) 2021-07-16
CN113131307B true CN113131307B (zh) 2023-01-24

Family

ID=76774285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110327089.2A Active CN113131307B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113131307B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1919933A (zh) * 2006-09-01 2007-02-28 清华大学 一种石墨粉表面化学镀银制备导电胶的方法
CN101054483A (zh) * 2007-05-23 2007-10-17 华侨大学 一种镀银石墨及其制备方法
CN104451227A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 济南大学 镀铜石墨烯增强金属基复合材料的制备方法
CN105428097A (zh) * 2015-12-24 2016-03-23 济南大学 一种银基电触头复合材料及其制备方法
CN107068398A (zh) * 2017-03-13 2017-08-18 苏州海凌达电子科技有限公司 一种石墨烯‑银复合电极的制备方法及其应用
CN107146650A (zh) * 2017-05-03 2017-09-08 东南大学 一种Ag‑MXene触头材料及制备方法和用途
CN107349929A (zh) * 2017-07-13 2017-11-17 云南晶烯新材料科技有限公司 一种多羟基纳米银‑石墨烯颗粒制备方法
CN108832439A (zh) * 2018-07-02 2018-11-16 汉寿县祥顺碳制品有限公司 一种汽车电子扇电机用碳刷及其制备方法
CN109004482A (zh) * 2018-07-24 2018-12-14 美尔森哈碳电碳（哈尔滨）有限公司 一种铁路电机用电刷及其制备方法
CN110496961A (zh) * 2019-07-06 2019-11-26 刘文旭 一种耐电弧烧蚀石墨基碳刷材料的制备方法
CN110872656A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 淮安聚友新能源科技有限公司 一种汽车起动机碳刷材料及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105950904B (zh) * 2016-07-07 2018-04-27 济南大学 一种镀银石墨烯增强铜基电接触材料的制备方法
CN106711117B (zh) * 2017-01-24 2019-06-21 山东科大鼎新电子科技有限公司 一种石墨烯键合银丝及其制备方法
CN108512006B (zh) * 2017-02-24 2021-02-26 上海新池能源科技有限公司 一种铜-石墨-石墨烯电刷及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1919933A (zh) * 2006-09-01 2007-02-28 清华大学 一种石墨粉表面化学镀银制备导电胶的方法
CN101054483A (zh) * 2007-05-23 2007-10-17 华侨大学 一种镀银石墨及其制备方法
CN104451227A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 济南大学 镀铜石墨烯增强金属基复合材料的制备方法
CN105428097A (zh) * 2015-12-24 2016-03-23 济南大学 一种银基电触头复合材料及其制备方法
CN107068398A (zh) * 2017-03-13 2017-08-18 苏州海凌达电子科技有限公司 一种石墨烯‑银复合电极的制备方法及其应用
CN107146650A (zh) * 2017-05-03 2017-09-08 东南大学 一种Ag‑MXene触头材料及制备方法和用途
CN107349929A (zh) * 2017-07-13 2017-11-17 云南晶烯新材料科技有限公司 一种多羟基纳米银‑石墨烯颗粒制备方法
CN108832439A (zh) * 2018-07-02 2018-11-16 汉寿县祥顺碳制品有限公司 一种汽车电子扇电机用碳刷及其制备方法
CN109004482A (zh) * 2018-07-24 2018-12-14 美尔森哈碳电碳（哈尔滨）有限公司 一种铁路电机用电刷及其制备方法
CN110872656A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 淮安聚友新能源科技有限公司 一种汽车起动机碳刷材料及其制备方法
CN110496961A (zh) * 2019-07-06 2019-11-26 刘文旭 一种耐电弧烧蚀石墨基碳刷材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113131307A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6490253B2 (ja) グラフェン／銀複合材料の調製方法
CN105950904B (zh) 一种镀银石墨烯增强铜基电接触材料的制备方法
CN106169386B (zh) 用于制备含镀Ag CNTs的电触头材料的方法
JP5270632B2 (ja) ナノカーボンと金属又はセラミックとの複合材料の生産方法
KR20100123205A (ko) 금속이 코팅된 탄소나노튜브의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속이 코팅된 탄소나노튜브
WO2011003225A1 (zh) 一种银-金属氧化物电触头材料的制备方法
CN106086495B (zh) 氧化铜掺杂银氧化锡复合材料及其制备方法
CN111687417B (zh) 镀铜石墨-铜基复合材料、其制备方法及应用
RU2011109045A (ru) Антистатическое поверхностное покрытие
CN113131307B (zh) 滑环碳刷制备方法以及滑环碳刷
CN107201535A (zh) 一种利用有氧烧结制备石墨烯/铜复合材料的方法
JP2007262528A (ja) 複合めっき材の製造方法
CN1651590A (zh) 一种钨铜或钨银复合材料的制备工艺
CN104404461B (zh) 基于磁控溅射共沉积技术的电触头Ag-TiC纳米复合涂层
JP2004312921A (ja) 金属被覆カーボンブラシ
CN102181676A (zh) Al2O3/Cu复合材料的制备工艺
JPH05182733A (ja) 電気機械用カーボンブラシ
CN113199024B (zh) 三元层状化合物、金属基复合材料及其制作方法和原料
JPH0651894B2 (ja) 金属黒鉛質ブラシの製造法
JP2005015827A (ja) アルミニウム摺動部材およびその製造方法
JP6403659B2 (ja) 複合粉末及びその製造方法、並びに電気接点材料及びその製造方法
JPH11157816A (ja) 金属被覆された球状ガラス状炭素
CN1219091C (zh) 铜基包覆金刚石包覆氧化物系低压电工触头材料及生产方法
JP2010124687A (ja) 電気機械用カーボンブラシ
JP6225711B2 (ja) 硫化銅被覆銅粉、導電ペースト及びこれら製造方法

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