CN113307253A - 一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条及制造方法，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，制造方法包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；所述步骤二中，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，所述步骤三中，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成，相较于现有的碳滑条，本发明所制备的碳滑条使用寿命长，能适应高速摩擦，且不会磨损导线，该碳滑条以石墨烯和碳纤维为基础材料，具有抗电弧、耐烧灼、高导电、耐高温、抗冲击、自润滑的性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条及制造方法。
背景技术
在列车行驶中，受电弓与接触网持续摩擦，而接触网为了提供良好的导电性能，通常是由金属(铜镁、铜锡合金)制成的，而受电工碳滑条的硬度要远低于金属，一软一硬相互作用，碳滑条容易磨损消耗，而现有的碳滑条导电性能差、滑板强度低、容易断裂，价格昂贵、运行寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，各组分的重量份数分别是：10-23份的棉线、100-130份的石墨烯改性溶液、35-50份的碳纤维、7-10份的石墨粉、2-4份的银粉、4.5-6份的铬粉、3.5-5份的铍粉、4-7份的锡粉和20-35份的树脂。
优选的，所述各组分的重量份数分别是：15份的棉线、130份的石墨烯改性溶液、40份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂。
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别是：10-23份的棉线、100-130份的石墨烯改性溶液、35-50份的碳纤维、7-10份的石墨粉、2-4份的银粉、4.5-6份的铬粉、3.5-5份的铍粉、4-7份的锡粉和20-35份的树脂进行称取；
其中上述步骤二中，首先将棉线浸润在石墨烯改性溶液中，浸润时间为10min，然后取出包浆后的棉线，使用烘干设备将其烘干，得到石墨烯包浆棉线，备用；
其中上述步骤三中，首先取适量的棉线与碳纤维，使用制绳机将其制成复合绳，然后将复合绳浸润在石墨烯改性溶液中，浸润一段时间，然后取出复合绳，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合绳，再使用纺织设备将步骤二中制备的石墨烯线和石墨烯复合绳纺织成布，得到复合布，备用；
其中上述步骤四中，首先取适量的石墨烯改性溶液放入搅拌机中，然后向其中加入称取的石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，搅拌均匀，得到混合溶液，再将步骤三中制得的复合布放进混合溶液中浸润，然后取出浸润布，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合布，备用；
其中上述步骤五中，首先根据工件的尺寸，将步骤四中制得的石墨烯复合布剪切成条，放进模具中压制，然后利用粉末冶金浸铜技术对其进行处理，最后使用精加工设备将其制成受电工碳滑条；
其中上述步骤六中，对步骤五中制得的受电工碳滑条进行质量检测。
优选的，所述步骤二中，烘干温度为100℃，烘干时间为1h。
优选的，所述步骤三中，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成。
优选的，所述步骤三中，复合绳的浸润时间为15min。
优选的，所述步骤四中，复合布浸润时间为10min。
优选的，所述步骤六中，质量检测的项目包括电阻率、肖氏硬度、体积密度、抗折强度、抗压强度、结构尺寸和外观。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：相较于现有的碳滑条，本发明所制备的碳滑条使用寿命长，能适应高速摩擦，且不会磨损导线，该碳滑条以石墨烯和碳纤维为基础材料，具有抗电弧、耐烧灼、高导电、耐高温、抗冲击、自润滑的性能。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
实施例1：
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，各组分的重量份数分别是：15份的棉线、130份的石墨烯改性溶液、40份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂。
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别是：15份的棉线、130份的石墨烯改性溶液、40份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂进行称取；
其中上述步骤二中，首先将棉线浸润在石墨烯改性溶液中，浸润时间为10min，然后取出包浆后的棉线，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯包浆棉线，备用；
其中上述步骤三中，首先取适量的棉线与碳纤维，使用制绳机将其制成复合绳，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成，然后将复合绳浸润在石墨烯改性溶液中，浸润15min，然后取出复合绳，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合绳，再使用纺织设备将步骤二中制备的石墨烯线和石墨烯复合绳纺织成布，得到复合布，备用；
其中上述步骤四中，首先取适量的石墨烯改性溶液放入搅拌机中，然后向其中加入称取的石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，搅拌均匀，得到混合溶液，再将步骤三中制得的复合布放进混合溶液中浸润，浸润时间为10min，然后取出浸润布，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合布，备用；
其中上述步骤五中，首先根据工件的尺寸，将步骤四中制得的石墨烯复合布剪切成条，放进模具中压制，然后利用粉末冶金浸铜技术对其进行处理，最后使用精加工设备将其制成受电工碳滑条；
其中上述步骤六中，对步骤五中制得的受电工碳滑条进行质量检测，质量检测的项目包括电阻率、肖氏硬度、体积密度、抗折强度、抗压强度、结构尺寸和外观。
实施例2：
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，各组分的重量份数分别是：10份的棉线、120份的石墨烯改性溶液、45份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂。
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别是：10份的棉线、120份的石墨烯改性溶液、45份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂进行称取；
其中上述步骤二中，首先将棉线浸润在石墨烯改性溶液中，浸润时间为10min，然后取出包浆后的棉线，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯包浆棉线，备用；
其中上述步骤三中，首先取适量的棉线与碳纤维，使用制绳机将其制成复合绳，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成，然后将复合绳浸润在石墨烯改性溶液中，浸润15min，然后取出复合绳，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合绳，再使用纺织设备将步骤二中制备的石墨烯线和石墨烯复合绳纺织成布，得到复合布，备用；
其中上述步骤四中，首先取适量的石墨烯改性溶液放入搅拌机中，然后向其中加入称取的石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，搅拌均匀，得到混合溶液，再将步骤三中制得的复合布放进混合溶液中浸润，浸润时间为10min，然后取出浸润布，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合布，备用；
其中上述步骤五中，首先根据工件的尺寸，将步骤四中制得的石墨烯复合布剪切成条，放进模具中压制，然后利用粉末冶金浸铜技术对其进行处理，最后使用精加工设备将其制成受电工碳滑条；
其中上述步骤六中，对步骤五中制得的受电工碳滑条进行质量检测，质量检测的项目包括电阻率、肖氏硬度、体积密度、抗折强度、抗压强度、结构尺寸和外观。
实施例3：
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，各组分的重量份数分别是：20份的棉线、110份的石墨烯改性溶液、50份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂。
一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别是：20份的棉线、110份的石墨烯改性溶液、50份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂进行称取；
其中上述步骤二中，首先将棉线浸润在石墨烯改性溶液中，浸润时间为10min，然后取出包浆后的棉线，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯包浆棉线，备用；
其中上述步骤三中，首先取适量的棉线与碳纤维，使用制绳机将其制成复合绳，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成，然后将复合绳浸润在石墨烯改性溶液中，浸润15min，然后取出复合绳，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合绳，再使用纺织设备将步骤二中制备的石墨烯线和石墨烯复合绳纺织成布，得到复合布，备用；
其中上述步骤四中，首先取适量的石墨烯改性溶液放入搅拌机中，然后向其中加入称取的石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，搅拌均匀，得到混合溶液，再将步骤三中制得的复合布放进混合溶液中浸润，浸润时间为10min，然后取出浸润布，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合布，备用；
其中上述步骤五中，首先根据工件的尺寸，将步骤四中制得的石墨烯复合布剪切成条，放进模具中压制，然后利用粉末冶金浸铜技术对其进行处理，最后使用精加工设备将其制成受电工碳滑条；
其中上述步骤六中，对步骤五中制得的受电工碳滑条进行质量检测，质量检测的项目包括电阻率、肖氏硬度、体积密度、抗折强度、抗压强度、结构尺寸和外观。
各实施例性质对比如下表：
基于上述，本发明采用石墨烯和碳纤维为基础材料，通过将制备出的石墨烯包浆棉线和石墨烯复合绳编织成复合布，再将复合布制作成石墨烯复合布，使制备出的碳滑条具有良好的导电性、抗折强度、抗压强度和冲击韧性，同时该碳滑条耐磨损，使用寿命长。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，配方包括：棉线、石墨烯改性溶液、碳纤维、石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，其特征在于：各组分的重量份数分别是：10-23份的棉线、100-130份的石墨烯改性溶液、35-50份的碳纤维、7-10份的石墨粉、2-4份的银粉、4.5-6份的铬粉、3.5-5份的铍粉、4-7份的锡粉和20-35份的树脂。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条，其特征在于：所述各组分的重量份数分别是：15份的棉线、130份的石墨烯改性溶液、40份的碳纤维、7份的石墨粉、3份的银粉、5份的铬粉、5份的铍粉、6份的锡粉和26份的树脂。
3.一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，包括步骤一，选材备料；步骤二，制备石墨烯包浆棉线；步骤三，制备复合布；步骤四，制备石墨烯复合布；步骤五，制备受电工碳滑条；步骤六，出厂检验；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别是：10-23份的棉线、100-130份的石墨烯改性溶液、35-50份的碳纤维、7-10份的石墨粉、2-4份的银粉、4.5-6份的铬粉、3.5-5份的铍粉、4-7份的锡粉和20-35份的树脂进行称取；
其中上述步骤二中，首先将棉线浸润在石墨烯改性溶液中，浸润时间为10min，然后取出包浆后的棉线，使用烘干设备将其烘干，得到石墨烯包浆棉线，备用；
其中上述步骤三中，首先取适量的棉线与碳纤维，使用制绳机将其制成复合绳，然后将复合绳浸润在石墨烯改性溶液中，浸润一段时间，然后取出复合绳，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合绳，再使用纺织设备将步骤二中制备的石墨烯线和石墨烯复合绳纺织成布，得到复合布，备用；
其中上述步骤四中，首先取适量的石墨烯改性溶液放入搅拌机中，然后向其中加入称取的石墨粉、银粉、铬粉、铍粉、锡粉和树脂，搅拌均匀，得到混合溶液，再将步骤三中制得的复合布放进混合溶液中浸润，然后取出浸润布，使用烘干设备将其烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为1h，得到石墨烯复合布，备用；
其中上述步骤五中，首先根据工件的尺寸，将步骤四中制得的石墨烯复合布剪切成条，放进模具中压制，然后利用粉末冶金浸铜技术对其进行处理，最后使用精加工设备将其制成受电工碳滑条；
其中上述步骤六中，对步骤五中制得的受电工碳滑条进行质量检测。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，其特征在于：所述步骤二中，烘干温度为100℃，烘干时间为1h。
5.根据权利要求3所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，一股复合绳由3根棉线和10根碳纤维制成。
6.根据权利要求3所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，复合绳的浸润时间为15min。
7.根据权利要求3所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，其特征在于：所述步骤四中，复合布浸润时间为10min。
8.根据权利要求3所述的一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条的制造方法，其特征在于：所述步骤六中，质量检测的项目包括电阻率、肖氏硬度、体积密度、抗折强度、抗压强度、结构尺寸和外观。
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| CN202110568248.8A Pending CN113307253A (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 一种石墨烯碳纤维复合体城轨受电工碳滑条及制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113307253A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-05-24 CN CN202110568248.8A patent/CN113307253A/zh active Pending
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