CN113637866B - 一种石墨烯键合银丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯键合银丝及其制备方法,涉及到封装用键合丝技术领域,具体包括以下步骤:S1、通过抗坏血酸溶液输入管向环形滤网内部加入定量抗坏血酸溶液,通过氧化石墨烯溶液输入管向环形滤网内部加入定量氧化石墨烯溶液,由于两个弧形密封板的阻挡,两种溶液在环形滤网内混合,且无法通过环形滤网上的滤孔流出,启动驱动电机,使驱动电机带动主动轴正转。本发明有效简化工艺流程,可以直接制备出银/石墨烯复合粉,进而有效减少转运次数,适用于工业化大批量生产的同时,还可以有效减少原料流失的情况,避免原料浪费的同时,有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及封装用键合丝技术领域,特别涉及一种石墨烯键合银丝及其制备方法。
背景技术
银合金作为键合丝材料具有高的反光率,低价值等优势,是LED中替代金线的理想材料,但是银合金线具有电阻率高,容易发热的缺点,因此一些大功率的LED没有办法取代金线。
专利申请公布号CN 106711117 B的已授权发明专利公开了一种石墨烯键合银丝及其制备方法,种石墨烯键合银丝,由以下组分组成:石墨烯0.5%-5%,Ag95%-99.5%,制备方法,包括以下步骤:S1、通过化学合成法制得银/氧化石墨烯复合粉;S2、将银/氧化石墨烯复合粉进行还原处理;S3、采用粉末冶金技术,将所述银/石墨烯复合粉进行成型、烧结处理,制得银/石墨烯复合材料;S4、真空熔炼;S5、竖式熔炼;S6、拉丝;S7、退火;S8、绕线,在银合金中添加石墨烯,显著增加了银合金的导电性,可以取代金线用于大功率的LED,环保、低成本、可控性好的生产工艺手段实现高性能石墨烯银合金丝的制备,不仅具有重要的科研价值,而且具有广泛的应用前景。
但是上述工艺在实际实施时还存在一些缺点,较为明显的就是其在针对银/石墨烯复合材料进行制作时,首先需要针对原料溶液进行反应,反应完成后则需要转移到离心洗涤设备中进行清洗,清洗后还需要转移到冷冻干燥设备中制成银/氧化石墨烯混合粉,最后则还需要对银/氧化石墨烯混合粉收集并转运到加热设备中在氢气气氛下进行加热还原,整体工艺操作较为繁琐,无法适用于工业化大批量生产的同时,随着原料的不断转运,还会存在少量原料流失的情况,造成了原料的浪费,进一步增加了生产成本。
因此,发明一种石墨烯键合银丝及其制备方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯键合银丝及其制备方法,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:一种石墨烯键合银丝制备方法,具体包括以下步骤:
S1、通过抗坏血酸溶液输入管向环形滤网内部加入定量抗坏血酸溶液,通过氧化石墨烯溶液输入管向环形滤网内部加入定量氧化石墨烯溶液,由于两个弧形密封板的阻挡,两种溶液在环形滤网内混合,且无法通过环形滤网上的滤孔流出,启动驱动电机,使驱动电机带动主动轴正转,由于超越离合器的限制,第一从动轴与第二从动轴同步旋转,往复丝杆则不发生旋转,此时第一从动轴通过旋转盘带动环形滤网在弧形密封板内侧进行旋转,旋转过程中,两个搅拌机构对混合液进行搅拌,搅拌5-10分钟后,通过硝酸银溶液输入管向环形滤网中加入定量硝酸银溶液,并继续进行搅拌,此时硝酸银与抗坏血酸发生还原反应,生成银颗粒,同时氧化石墨烯被银粉吸附,得到银/氧化石墨烯悬浊液;
S2、使得驱动电机带动主动轴反转,第一从动轴带动环形滤网进行旋转,第二从动轴则带动往复丝杆同步旋转,此时滑块在往复丝杆外侧向远离从动锥齿轮的方向移动,滑块移动时带动L形连接臂以及弧形密封板同步移动,此时弧形密封板由环形滤网外侧脱离,环形滤网内部的液体被旋转过程中的环形滤网通过滤孔甩出,液体落入到反应罐内腔底部后由排液管流出,随着左侧L形连接臂的不断运动,L形连接臂与触发板进行接触,并对触发板进行推动,使触发板通过触发轴带动密封板左移,此时第一进液管内部的清洗液穿过通孔进入到第二进液管内部,然后再由流入到环形滤网中对环形滤网内部的固态原料进行清洗,持续上述操作,使得清洗液对固态物料洗涤5-10次;
S3、对驱动电机进行停机,同时启动加热管,加热管启动后对环形滤网内部的潮湿物料进行烘干,烘干过程中通过抽真空管对反应罐内部进行抽真空,烘干过程中产生的水汽通过抽真空管排出,得到银/氧化石墨烯混合粉;
S4、抽真空完毕后,通过氢气输入管向反应罐内部输入氢气,将银/氧化石墨烯复合粉在氢气气氛下加热还原,550摄氏度加热还原3小时,得到银/石墨烯复合粉,此时对本装置进行停机,将密封盖打开后,将筛桶由环形滤网内侧抽出,并将筛桶内部的银/石墨烯复合粉倒出并收集;
S5、利用冷等静压技术将银/石墨烯复合粉压制成型,得到相应坯锭,将该坯锭放置于烧结炉,氮气气氛下850摄氏度烧结10小时,得到高致密度的银/石墨烯复合材料;
S6、按重量百分比称取银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒,银/石墨烯复合材料4%,高纯银颗粒96%,高纯银颗粒纯度为99.999%,将银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒放入坩埚中,利用电磁搅拌,使石墨烯均匀的分布在合金中,将合金液倒入石墨锭模中,冷却铸板;
S7、铸板放入竖式连续熔铸机坩埚中,设定加热温度1200-1400摄氏度,在惰性气体氩气的保护下进行熔炼,拉铸成棒材;
S8、拉铸后的棒材在拉丝机上逐步拉细,直至要求的直径,其拉丝过程中的模具延伸率为5%-8%,拉丝速度为0.5-15m/s;
S9、根据性能要求设定合适的温度进行退火;
S10、将丝线分绕成长度为500米和1000米两种规格的小轴;
所述石墨烯键合银丝按重量百分比包含石墨烯1%-8%,Ag92%-99%,所述制备方法使用石墨烯键合银丝制备设备实现;
所述石墨烯键合银丝制备设备包括壳体机构,所述壳体机构底部固定设置有驱动机构以及壳体机构内部设置有存料机构,所述存料机构两侧均贴合设置有封闭机构,所述存料机构和封闭机构均与驱动机构传动连接,所述驱动机构中的驱动电机带动存料机构中的环形滤网在两个封闭机构中的弧形密封板内侧进行旋转,进而利用封闭机构中的搅拌机构对环形滤网内侧的原料进行搅拌,所述驱动机构中的驱动电机带动封闭机构中的弧形密封板向远离环形滤网的方向移动,使得驱动电机在带动环形滤网旋转时,可以环形滤网内部的原料进行离心,所述壳体机构顶部固定贯穿设置有给料机构以及壳体机构左侧固定贯穿设置有触发式给液机构,左侧封闭机构中的L形连接臂左移时,对触发式给液机构中的触发板进行挤压,使得洗涤剂依次通过第一进液管、第二进液管和出液软管流入环形滤网中,所述壳体机构中的反应罐内壁上固定设置有加热管以及壳体机构右侧顶部由上至下依次固定贯穿设置有抽真空管与氢气输入管;
所述给料机构包括抗坏血酸溶液输入管、氧化石墨烯溶液输入管和硝酸银溶液输入管,所述抗坏血酸溶液输入管、氧化石墨烯溶液输入管和硝酸银溶液输入管自左向右依次固定贯穿设置于壳体机构中密封盖顶部,且抗坏血酸溶液输入管、氧化石墨烯溶液输入管和硝酸银溶液输入管均位于存料机构中环形滤网正上方。
优选的,所述壳体机构包括反应罐与密封盖,所述密封盖通过合页活动连接于反应罐顶部中心处,所述反应罐后侧固定贯穿设置有排液管,所述排液管上设置有截止阀。
优选的,所述驱动机构包括驱动电机、主动轴与主动锥齿轮,所述驱动电机固定设置于反应罐底部中心处,且其输出轴贯穿反应罐底部并延伸至反应罐内部,所述主动轴固定设置于驱动电机的输出轴顶端,所述主动锥齿轮固定套接设置于主动轴外侧顶端。
优选的,所述存料机构包括第一从动轴、旋转盘、环形滤网和筛桶,所述第一从动轴通过联轴器传动设置于主动轴顶端,所述旋转盘固定设置于第一从动轴顶端,所述环形滤网固定设置于旋转盘顶部,所述筛桶竖直方向上放置于环形滤网内侧。
优选的,所述封闭机构包括从动锥齿轮、第二从动轴、往复丝杆、固定板、滑块、弧形密封板和搅拌机构,所述从动锥齿轮位于主动锥齿轮侧面并与主动锥齿轮啮合,所述第二从动轴固定设置于从动锥齿轮远离主动锥齿轮的一侧,所述往复丝杆通过超越离合器传动设置于第二从动轴远离从动锥齿轮的一端,所述固定板通过轴承转动套接设置于第二从动轴外侧,且固定板与反应罐内壁固定连接,所述滑块套接设置于往复丝杆外侧并与往复丝杆螺纹连接,所述L形连接臂固定设置于滑块顶部,所述弧形密封板贴合设置于环形滤网外侧并与L形连接臂固定连接,所述搅拌机构固定设置于弧形密封板内侧。
优选的,所述搅拌机构包括中间轴、搅拌杆、扭簧和安装块,所述中间轴位于弧形密封板内侧,所述搅拌杆固定套接设置于中间轴外侧,所述扭簧与安装块均设置有两个,两个所述扭簧分别套接设置于中间轴外侧两端,两个所述安装块分别通过轴承转动套接设置于中间轴外侧两端,两个所述安装块均与弧形密封板内壁固定连接,两个所述扭簧一端与搅拌杆固定连接以及另一端与相邻的安装块固定连接。
优选的,所述触发式给液机构包括固定套、密封板、通孔、触发轴、触发板、弹簧、第一进液管、第二进液管和出液软管,所述固定套固定设置于反应罐内壁上,所述密封板水平方向滑动嵌套设置于固定套内侧,所述通孔竖直方向贯穿设置于密封板顶部右侧,所述触发轴固定设置于密封板右侧,所述触发板固定设置于触发轴右端,所述弹簧固定套接设置于触发轴外侧,且触发轴一端与固定套固定连接以及另一端与触发板固定连接,所述第一进液管贯穿反应罐外壁并延伸至反应罐内部,所述第一进液管端部贯穿固定套底部并与固定套固定连接,所述第二进液管底端贯穿固定套顶部并与固定套固定连接,所述出液软管固定连接于第二进液管顶端。
本发明的技术效果和优点:
本发明所提供的工艺通过利用石墨烯键合银丝制备设备实现,以便于通过驱动机构与存料机构实现银/氧化石墨烯悬浊液的制备,同时配合触发式给液机构与加热管完成悬浊液的离心洗涤以及干燥,进而制备出银/氧化石墨烯混合粉,最后则再次利用加热管配合抽真空管以及氢气输入管,使得反应罐内部转变为氢气气氛,进而完成银/石墨烯复合粉的制备,相较于现有技术中的同类型工艺,本发明有效简化工艺流程,可以直接制备出银/石墨烯复合粉,进而有效减少转运次数,适用于工业化大批量生产的同时,还可以有效减少原料流失的情况,避免原料浪费的同时,有效降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的整体正视结构示意图。
图2为本发明的整体正面剖视结构示意图。
图3为本发明的驱动机构、存料机构和封闭机构正面剖视结构示意图。
图4为本发明的触发式给液机构正面剖视结构示意图。
图5为本发明的搅拌机构俯视结构示意图。
图6为本发明的工艺流程示意图。
图中:1、壳体机构;11、反应罐;12、密封盖;2、驱动机构;21、驱动电机;22、主动轴;23、主动锥齿轮;3、存料机构;31、第一从动轴;32、旋转盘;33、环形滤网;34、筛桶;4、封闭机构;41、从动锥齿轮;42、第二从动轴;43、往复丝杆;44、固定板;45、滑块;46、L形连接臂;47、弧形密封板;48、搅拌机构;481、中间轴;482、搅拌杆;483、扭簧;484、安装块;5、给料机构;51、抗坏血酸溶液输入管;52、氧化石墨烯溶液输入管;53、硝酸银溶液输入管;6、触发式给液机构;61、固定套;62、密封板;63、通孔;64、触发轴;65、触发板;66、弹簧;67、第一进液管;68、第二进液管;69、出液软管;7、加热管;8、抽真空管;9、氢气输入管。
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。
实施例1
如图6所示,一种石墨烯键合银丝制备方法,具体包括以下步骤:
S1、通过抗坏血酸溶液输入管51向环形滤网33内部加入定量抗坏血酸溶液,通过氧化石墨烯溶液输入管52向环形滤网33内部加入定量氧化石墨烯溶液,由于两个弧形密封板47的阻挡,两种溶液在环形滤网33内混合,且无法通过环形滤网33上的滤孔流出,启动驱动电机21,使驱动电机21带动主动轴22正转,由于超越离合器的限制,第一从动轴31与第二从动轴42同步旋转,往复丝杆43则不发生旋转,此时第一从动轴31通过旋转盘32带动环形滤网33在弧形密封板47内侧进行旋转,旋转过程中,两个搅拌机构48对混合液进行搅拌,搅拌5-10分钟后,通过硝酸银溶液输入管53向环形滤网33中加入定量硝酸银溶液,并继续进行搅拌,此时硝酸银与抗坏血酸发生还原反应,生成银颗粒,同时氧化石墨烯被银粉吸附,得到银/氧化石墨烯悬浊液;
S2、使得驱动电机21带动主动轴22反转,第一从动轴31带动环形滤网33进行旋转,第二从动轴42则带动往复丝杆43同步旋转,此时滑块45在往复丝杆43外侧向远离从动锥齿轮41的方向移动,滑块45移动时带动L形连接臂46以及弧形密封板47同步移动,此时弧形密封板47由环形滤网33外侧脱离,环形滤网33内部的液体被旋转过程中的环形滤网33通过滤孔甩出,液体落入到反应罐11内腔底部后由排液管流出,随着左侧L形连接臂46的不断运动,L形连接臂46与触发板65进行接触,并对触发板65进行推动,使触发板65通过触发轴64带动密封板62左移,此时第一进液管67内部的清洗液穿过通孔63进入到第二进液管68内部,然后再由69流入到环形滤网33中对环形滤网33内部的固态原料进行清洗,持续上述操作,使得清洗液对固态物料洗涤5-10次;
S3、对驱动电机21进行停机,同时启动加热管7,加热管7启动后对环形滤网33内部的潮湿物料进行烘干,烘干过程中通过抽真空管8对反应罐11内部进行抽真空,烘干过程中产生的水汽通过抽真空管8排出,得到银/氧化石墨烯混合粉;
S4、抽真空完毕后,通过氢气输入管9向反应罐11内部输入氢气,将银/氧化石墨烯复合粉在氢气气氛下加热还原,550摄氏度加热还原3小时,得到银/石墨烯复合粉,此时对本装置进行停机,将密封盖12打开后,将筛桶34由环形滤网33内侧抽出,并将筛桶34内部的银/石墨烯复合粉倒出并收集;
S5、利用冷等静压技术将银/石墨烯复合粉压制成型,得到相应坯锭,将该坯锭放置于烧结炉,氮气气氛下850摄氏度烧结10小时,得到高致密度的银/石墨烯复合材料;
S6、按重量百分比称取银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒,银/石墨烯复合材料4%,高纯银颗粒96%,高纯银颗粒纯度为99.999%,将银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒放入坩埚中,利用电磁搅拌,使石墨烯均匀的分布在合金中,将合金液倒入石墨锭模中,冷却铸板;
S7、铸板放入竖式连续熔铸机坩埚中,设定加热温度1200-1400摄氏度,在惰性气体氩气的保护下进行熔炼,拉铸成棒材;
S8、拉铸后的棒材在拉丝机上逐步拉细,直至要求的直径,其拉丝过程中的模具延伸率为5%-8%,拉丝速度为0.5-15m/s;
S9、根据性能要求设定合适的温度进行退火;
S10、将丝线分绕成长度为500米和1000米两种规格的小轴
实施例2
本发明提供了如图1-5所示,所述石墨烯键合银丝按重量百分比包含石墨烯1%-8%,Ag92%-99%,所述制备方法使用石墨烯键合银丝制备设备实现;
所述石墨烯键合银丝制备设备包括壳体机构1,所述壳体机构1底部固定设置有驱动机构2以及壳体机构1内部设置有存料机构3,所述存料机构3两侧均贴合设置有封闭机构4,所述存料机构3和封闭机构4均与驱动机构2传动连接,所述驱动机构2中的驱动电机21带动存料机构3中的环形滤网33在两个封闭机构4中的弧形密封板47内侧进行旋转,进而利用封闭机构4中的搅拌机构48对环形滤网33内侧的原料进行搅拌,所述驱动机构2中的驱动电机21带动封闭机构4中的弧形密封板47向远离环形滤网33的方向移动,使得驱动电机21在带动环形滤网33旋转时,可以环形滤网33内部的原料进行离心,所述壳体机构1顶部固定贯穿设置有给料机构5以及壳体机构1左侧固定贯穿设置有触发式给液机构6,左侧封闭机构4中的L形连接臂46左移时,对触发式给液机构6中的触发板65进行挤压,使得洗涤剂依次通过第一进液管67、第二进液管68和出液软管69流入环形滤网33中,所述壳体机构1中的反应罐11内壁上固定设置有加热管7以及壳体机构1右侧顶部由上至下依次固定贯穿设置有抽真空管8与氢气输入管9;
所述给料机构5包括抗坏血酸溶液输入管51、氧化石墨烯溶液输入管52和硝酸银溶液输入管53,所述抗坏血酸溶液输入管51、氧化石墨烯溶液输入管52和硝酸银溶液输入管53自左向右依次固定贯穿设置于壳体机构1中密封盖12顶部,且抗坏血酸溶液输入管51、氧化石墨烯溶液输入管52和硝酸银溶液输入管53均位于存料机构3中环形滤网33正上方,以便于通过抗坏血酸溶液输入管51、氧化石墨烯溶液输入管52和硝酸银溶液输入管53向环形滤网33加入抗坏血酸溶液、氧化石墨烯溶液以及硝酸银溶液。
如图1所示,所述壳体机构1包括反应罐11与密封盖12,所述密封盖12通过合页活动连接于反应罐11顶部中心处,所述反应罐11后侧固定贯穿设置有排液管,所述排液管上设置有截止阀,以便于液体落入到反应罐11内腔底部后由排液管流出。
如图3所示,所述驱动机构2包括驱动电机21、主动轴22与主动锥齿轮23,所述驱动电机21固定设置于反应罐11底部中心处,且其输出轴贯穿反应罐11底部并延伸至反应罐11内部,所述主动轴22固定设置于驱动电机21的输出轴顶端,所述主动锥齿轮23固定套接设置于主动轴22外侧顶端。
同时,所述存料机构3包括第一从动轴31、旋转盘32、环形滤网33和筛桶34,所述第一从动轴31通过联轴器传动设置于主动轴22顶端,所述旋转盘32固定设置于第一从动轴31顶端,所述环形滤网33固定设置于旋转盘32顶部,所述筛桶34竖直方向上放置于环形滤网33内侧,以便于反应完成并将密封盖12打开后,技术人员可以将筛桶34由环形滤网33内侧抽出,并将筛桶34内部的银/石墨烯复合粉倒出并收集。
另外,所述封闭机构4包括从动锥齿轮41、第二从动轴42、往复丝杆43、固定板44、滑块45、46、弧形密封板47和搅拌机构48,所述从动锥齿轮41位于主动锥齿轮23侧面并与主动锥齿轮23啮合,所述第二从动轴42固定设置于从动锥齿轮41远离主动锥齿轮23的一侧,所述往复丝杆43通过超越离合器传动设置于第二从动轴42远离从动锥齿轮41的一端,所述固定板44通过轴承转动套接设置于第二从动轴42外侧,且固定板44与反应罐11内壁固定连接,所述滑块45套接设置于往复丝杆43外侧并与往复丝杆43螺纹连接,所述L形连接臂46固定设置于滑块45顶部,所述弧形密封板47贴合设置于环形滤网33外侧并与L形连接臂46固定连接,所述搅拌机构48固定设置于弧形密封板47内侧,以便于利用4a中的47b对33b外壁进行封闭,进而避免未反应的溶液由33b内侧流出。
如图4所示,所述触发式给液机构6包括固定套61、密封板62、通孔63、触发轴64、触发板65、弹簧66、第一进液管67、第二进液管68和出液软管69,所述固定套61固定设置于反应罐11内壁上,所述密封板62水平方向滑动嵌套设置于固定套61内侧,所述通孔63竖直方向贯穿设置于密封板62顶部右侧,所述触发轴64固定设置于密封板62右侧,所述触发板65固定设置于触发轴64右端,所述弹簧66固定套接设置于触发轴64外侧,且触发轴64一端与固定套61固定连接以及另一端与触发板65固定连接,所述第一进液管67贯穿反应罐11外壁并延伸至反应罐11内部,所述第一进液管67端部贯穿固定套61底部并与固定套61固定连接,所述第二进液管68底端贯穿固定套61顶部并与固定套61固定连接,所述出液软管69固定连接于第二进液管68顶端,以便于触发板65被推动时,触发板65通过触发轴64带动密封板62左移,此时第一进液管67内部的清洗液穿过通孔63进入到第二进液管68内部,然后再由69流入到环形滤网33中对环形滤网33内部的固态原料进行清洗。
实施例3
与上述实施例不同的是,为了避免搅拌机构48影响筛桶34由环形滤网33内侧取出,所述搅拌机构48包括中间轴481、搅拌杆482、扭簧483和安装块484,所述中间轴481位于弧形密封板47内侧,所述搅拌杆482固定套接设置于中间轴481外侧,所述扭簧483与安装块484均设置有两个,两个所述扭簧483分别套接设置于中间轴481外侧两端,两个所述安装块484分别通过轴承转动套接设置于中间轴481外侧两端,两个所述安装块484均与弧形密封板47内壁固定连接,两个所述扭簧483一端与搅拌杆482固定连接以及另一端与相邻的安装块484固定连接;
结合上述内容可知,当弧形密封板47处于远离环形滤网33的状态时,此时由于弧形密封板47的拉拽,搅拌机构48中的搅拌杆482处于倾斜状态,且其底端压在筛桶34顶部,当技术人员需要将筛桶34取出时,技术人员可以直接将筛桶34向上拉拽,进而使筛桶34顶部对搅拌杆482底端进行推动,使搅拌杆482以中间轴481为轴心向上旋转,从而可以较为方便的将筛桶34取出,进而在实现搅拌机构48搅拌效果的同时,不影响筛桶34的取出。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (7)
1.一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、通过抗坏血酸溶液输入管(51)向环形滤网(33)内部加入定量抗坏血酸溶液,通过氧化石墨烯溶液输入管(52)向环形滤网(33)内部加入定量氧化石墨烯溶液,由于两个弧形密封板(47)的阻挡,两种溶液在环形滤网(33)内混合,且无法通过环形滤网(33)上的滤孔流出,启动驱动电机(21),使驱动电机(21)带动主动轴(22)正转,由于超越离合器的限制,第一从动轴(31)与第二从动轴(42)同步旋转,往复丝杆(43)则不发生旋转,此时第一从动轴(31)通过旋转盘(32)带动环形滤网(33)在弧形密封板(47)内侧进行旋转,旋转过程中,两个搅拌机构(48)对混合液进行搅拌,搅拌5-10分钟后,通过硝酸银溶液输入管(53)向环形滤网(33)中加入定量硝酸银溶液,并继续进行搅拌,此时硝酸银与抗坏血酸发生还原反应,生成银颗粒,同时氧化石墨烯被银粉吸附,得到银/氧化石墨烯悬浊液;
S2、使得驱动电机(21)带动主动轴(22)反转,第一从动轴(31)带动环形滤网(33)进行旋转,第二从动轴(42)则带动往复丝杆(43)同步旋转,此时滑块(45)在往复丝杆(43)外侧向远离从动锥齿轮(41)的方向移动,滑块(45)移动时带动L形连接臂(46)以及弧形密封板(47)同步移动,此时弧形密封板(47)由环形滤网(33)外侧脱离,环形滤网(33)内部的液体被旋转过程中的环形滤网(33)通过滤孔甩出,液体落入到反应罐(11)内腔底部后由排液管流出,随着左侧L形连接臂(46)的不断运动,L形连接臂(46)与触发板(65)进行接触,并对触发板(65)进行推动,使触发板(65)通过触发轴(64)带动密封板(62)左移,此时第一进液管(67)内部的清洗液穿过通孔(63)进入到第二进液管(68)内部,然后再由(69)流入到环形滤网(33)中对环形滤网(33)内部的固态原料进行清洗,持续上述操作,使得清洗液对固态物料洗涤5-10次;
S3、对驱动电机(21)进行停机,同时启动加热管(7),加热管(7) 启动后对环形滤网(33)内部的潮湿物料进行烘干,烘干过程中通过抽真空管(8)对反应罐(11)内部进行抽真空,烘干过程中产生的水汽通过抽真空管(8)排出,得到银/氧化石墨烯混合粉;
S4、抽真空完毕后,通过氢气输入管(9)向反应罐(11)内部输入氢气,将银/氧化石墨烯复合粉在氢气气氛下加热还原,550摄氏度加热还原3小时,得到银/石墨烯复合粉,此时对本装置进行停机,将密封盖(12)打开后,将筛桶(34)由环形滤网(33)内侧抽出,并将筛桶(34)内部的银/石墨烯复合粉倒出并收集;
S5、利用冷等静压技术将银/石墨烯复合粉压制成型,得到相应坯锭,将该坯锭放置于烧结炉,氮气气氛下850摄氏度烧结10小时,得到高致密度的银/石墨烯复合材料;
S6、按重量百分比称取银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒,银/石墨烯复合材料4%,高纯银颗粒96%,高纯银颗粒纯度为99.999%,将银/石墨烯复合材料与高纯银颗粒放入坩埚中,利用电磁搅拌,使石墨烯均匀的分布在合金中,将合金液倒入石墨锭模中,冷却铸板;
S7、铸板放入竖式连续熔铸机坩埚中,设定加热温度1200-1400摄氏度,在惰性气体氩气的保护下进行熔炼,拉铸成棒材;
S8、拉铸后的棒材在拉丝机上逐步拉细,直至要求的直径,其拉丝过程中的模具延伸率为5%-8%,拉丝速度为0.5-15m/s;
S9、根据性能要求设定合适的温度进行退火;
S10、将丝线分绕成长度为500米和1000米两种规格的小轴;
所述石墨烯键合银丝按重量百分比包含石墨烯1%-8%,Ag92%-99%,所述制备方法使用石墨烯键合银丝制备设备实现;
所述石墨烯键合银丝制备设备包括壳体机构(1),所述壳体机构(1)底部固定设置有驱动机构(2)以及壳体机构(1)内部设置有存料机构(3),所述存料机构(3)两侧均贴合设置有封闭机构(4),所述存料机构(3)和封闭机构(4)均与驱动机构(2)传动连接,所述驱动机构(2)中的驱动电机(21)带动存料机构(3)中的环形滤网(33)在两个封闭机构(4)中的弧形密封板(47)内侧进行旋转,进而利用封闭机构(4)中的搅拌机构(48)对环形滤网(33)内侧的原料进行搅拌,所述驱动机构(2)中的驱动电机(21)带动封闭机构(4)中的弧形密封板(47)向远离环形滤网(33)的方向移动,使得驱动电机(21)在带动环形滤网(33)旋转时,环形滤网(33)内部的原料进行离心,所述壳体机构(1)顶部固定贯穿设置有给料机构(5)以及壳体机构(1)左侧固定贯穿设置有触发式给液机构(6),左侧封闭机构(4)中的L形连接臂(46)左移时,对触发式给液机构(6)中的触发板(65)进行挤压,使得洗涤剂依次通过第一进液管(67)、第二进液管(68)和出液软管(69)流入环形滤网(33)中,所述壳体机构(1)中的反应罐(11)内壁上固定设置有加热管(7)以及壳体机构(1)右侧顶部由上至下依次固定贯穿设置有抽真空管(8)与氢气输入管(9);
所述给料机构(5)包括抗坏血酸溶液输入管(51)、氧化石墨烯溶液输入管(52)和硝酸银溶液输入管(53),所述抗坏血酸溶液输入管(51)、氧化石墨烯溶液输入管(52)和硝酸银溶液输入管(53)自左向右依次固定贯穿设置于壳体机构(1)中密封盖(12)顶部,且抗坏血酸溶液输入管(51)、氧化石墨烯溶液输入管(52)和硝酸银溶液输入管(53)均位于存料机构(3)中环形滤网(33)正上方。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述壳体机构(1)包括反应罐(11)与密封盖(12),所述密封盖(12)通过合页活动连接于反应罐(11)顶部中心处,所述反应罐(11)后侧固定贯穿设置有排液管,所述排液管上设置有截止阀。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述驱动机构(2)包括驱动电机(21)、主动轴(22)与主动锥齿轮(23),所述驱动电机(21)固定设置于反应罐(11)底部中心处,且其输出轴贯穿反应罐(11)底部并延伸至反应罐(11)内部,所述主动轴(22)固定设置于驱动电机(21)的输出轴顶端,所述主动锥齿轮(23)固定套接设置于主动轴(22)外侧顶端。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述存料机构(3)包括第一从动轴(31)、旋转盘(32)、环形滤网(33)和筛桶(34),所述第一从动轴(31)通过联轴器传动设置于主动轴(22)顶端,所述旋转盘(32)固定设置于第一从动轴(31)顶端,所述环形滤网(33)固定设置于旋转盘(32)顶部,所述筛桶(34)竖直方向上放置于环形滤网(33)内侧。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述封闭机构(4)包括从动锥齿轮(41)、第二从动轴(42)、往复丝杆(43)、固定板(44)、滑块(45)、(46)、弧形密封板(47)和搅拌机构(48),所述从动锥齿轮(41)位于主动锥齿轮(23)侧面并与主动锥齿轮(23)啮合,所述第二从动轴(42)固定设置于从动锥齿轮(41)远离主动锥齿轮(23)的一侧,所述往复丝杆(43)通过超越离合器传动设置于第二从动轴(42)远离从动锥齿轮(41)的一端,所述固定板(44)通过轴承转动套接设置于第二从动轴(42)外侧,且固定板(44)与反应罐(11)内壁固定连接,所述滑块(45)套接设置于往复丝杆(43)外侧并与往复丝杆(43)螺纹连接,所述L形连接臂(46)固定设置于滑块(45)顶部,所述弧形密封板(47)贴合设置于环形滤网(33)外侧并与L形连接臂(46)固定连接,所述搅拌机构(48)固定设置于弧形密封板(47)内侧。
6.根据权利要求5所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述搅拌机构(48)包括中间轴(481)、搅拌杆(482)、扭簧(483)和安装块(484),所述中间轴(481)位于弧形密封板(47)内侧,所述搅拌杆(482)固定套接设置于中间轴(481)外侧,所述扭簧(483)与安装块(484)均设置有两个,两个所述扭簧(483)分别套接设置于中间轴(481)外侧两端,两个所述安装块(484)分别通过轴承转动套接设置于中间轴(481)外侧两端,两个所述安装块(484)均与弧形密封板(47)内壁固定连接,两个所述扭簧(483)一端与搅拌杆(482)固定连接以及另一端与相邻的安装块(484)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯键合银丝制备方法,其特征在于:所述触发式给液机构(6)包括固定套(61)、密封板(62)、通孔(63)、触发轴(64)、触发板(65)、弹簧(66)、第一进液管(67)、第二进液管(68)和出液软管(69),所述固定套(61)固定设置于反应罐(11)内壁上,所述密封板(62)水平方向滑动嵌套设置于固定套(61)内侧,所述通孔(63)竖直方向贯穿设置于密封板(62)顶部右侧,所述触发轴(64)固定设置于密封板(62)右侧,所述触发板(65)固定设置于触发轴(64)右端,所述弹簧(66)固定套接设置于触发轴(64)外侧,且触发轴(64)一端与固定套(61)固定连接以及另一端与触发板(65)固定连接,所述第一进液管(67)贯穿反应罐(11)外壁并延伸至反应罐(11)内部,所述第一进液管(67)端部贯穿固定套(61)底部并与固定套(61)固定连接,所述第二进液管(68)底端贯穿固定套(61)顶部并与固定套(61)固定连接,所述出液软管(69)固定连接于第二进液管(68)顶端。
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