CN213583255U - 电缆导体制作设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种电缆导体制作设备，涉及线缆导体装置领域。旨在简化现有的电缆制备设备的结构。电缆导体制作设备包括密封室、放卷装置以及收卷装置；放卷装置以及收卷装置设置在密封室内，放卷装置以及收卷装置之间形成反应空间；收卷装置用于通过反应空间收卷卷绕在放卷装置上的金属芯；反应空间用于供金属芯进行反应。金属芯从放卷装置延伸出去后穿过反应空间，在反应空间进行反应后卷绕在收卷装置上，金属芯在放卷与收卷之间完成了反应，整个设备结构简单，占用空间小。同时，金属芯在穿过反应空间的过程中进行反应，反应空间的气体以及温度分布均匀，所制备的电缆导体品质好。

Description

电缆导体制作设备

技术领域

本实用新型涉及线缆导体领域，具体而言，涉及一种电缆导体制作设备。

背景技术

现有条件下，为了提高电缆导体的电导率以及减少高频下的损耗，其电缆导体一般采用无氧铜线或无氧铜线镀银来制作。铜镀银工艺不仅成本较高，而且存在电镀环境污染问题，导致材料的应用受到限制。石墨烯可减小电缆导体的电阻，可承载的更大电流，改善屏蔽性能和防静电效果，提高线缆的拉断力。可靠性更高，延长使用寿命。

然而，现有制备“铜+石墨烯”线缆的装置，设计复杂，还影响制备完成的电缆导体的品质。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种电缆导体制作设备，其能够简化现有的电缆制备设备的结构。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种电缆导体制作设备，包括：

密封室、放卷装置以及收卷装置；

所述放卷装置以及所述收卷装置设置在所述密封室内，所述放卷装置以及所述收卷装置之间形成反应空间；

所述收卷装置用于通过所述反应空间收卷卷绕在所述放卷装置上的金属芯；所述反应空间用于供所述金属芯进行反应。

另外，本实用新型的实施例提供的电缆导体制作设备还可以具有如下附加的技术特征：

可选地：所述电缆导体制作设备还包括依次间隔设置在所述反应空间的第一隔板、第二隔板以及第三隔板；

所述第一隔板与所述第二隔板之间形成高温退火腔，所述高温退火腔用于供所述金属芯进行高温退火，以形成单晶金属芯；

所述第二隔板与所述第三隔板之间形成二维材料覆膜腔，所述二维材料覆膜腔用于供所述单晶金属芯的表面反应生成单晶二维材料膜。

可选地：所述电缆导体制作设备还包括惰性气体管道系统，所述惰性气体管道系统与所述高温退火腔连通，以向所述高温退火腔输送惰性气体。

可选地：所述二维材料覆膜腔为CVD反应腔。

可选地：所述电缆导体制作设备还包括CVD反应气体管道系统，所述CVD反应气体管道系统与所述二维材料覆膜腔连通，以向所述二维材料覆膜腔输送CVD反应气体。

可选地：所述放卷装置包括可转动地设置在所述密封室内的放卷轮，所述收卷装置包括可转动地设置在所述密封室内的收卷轮；所述放卷轮与所述收卷轮同步转动。

可选地：所述第一隔板设置有第一缺口，所述第二隔板设置有第二缺口，所述第三隔板设置有第三缺口，所述第一缺口、所述第二缺口以及所述第三缺口依次对应，以共同供所述金属芯穿过。

可选地：所述第一缺口、所述第二缺口以及所述第三缺口的数量分别为多个，多个所述第一缺口、多个所述第二缺口以及多个所述第三缺口一一对应。

可选地：多个所述第一缺口沿所述第一隔板的高度方向间隔设置。

可选地：所述放卷装置的数量为多个，所述收卷装置的数量为多个；多个所述放卷装置与多个所述第一缺口一一对应，多个所述收卷装置与多个所述第三缺口一一对应。

本实用新型实施例的电缆导体制作设备的有益效果包括，例如：

电缆导体制作设备中，金属芯从放卷装置延伸出去后穿过反应空间，在反应空间进行反应后卷绕在收卷装置上，金属芯在放卷与收卷的过程中完成了反应，整个设备结构简单，占用空间小。同时，金属芯在穿过反应空间的过程中进行反应，反应空间的气体以及温度分布均匀，所制备的电缆导体品质好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电缆导体制作设备的结构示意图。

图标：10-电缆导体制作设备；100-密封室；200-第一隔板；201-第一缺口；210-第二隔板；211-第二缺口；220-第三隔板；221-第三缺口；230-高温退火腔；240-二维材料覆膜腔；300-放卷装置；400-收卷装置；500-惰性气体管道系统；600-CVD反应气体管道系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合图1对本实施例提供的电缆导体制作设备10进行详细描述。

请参照图1，本实用新型的实施例提供了一种电缆导体制作设备10，包括：密封室100、放卷装置300以及收卷装置400；放卷装置300以及收卷装置400设置在密封室100内，放卷装置300以及收卷装置400之间形成反应空间；收卷装置400用于通过反应空间收卷卷绕在放卷装置300上的金属芯；反应空间用于供金属芯进行反应。

放卷装置300、反应空间以及收卷装置400位于密封室100内，金属芯在密封腔室内和常压条件下进行反应。

反应空间设置在放卷装置300以及收卷装置400之间，金属芯从放卷装置300上延伸出去后即进入反应空间进行反应，反应完成即卷绕在收卷装置400上。整个设备设计简单，空间占地小巧；同时，反应空间的气体以及温度分布均匀，金属芯在反应空间内进行反应，所制备的电缆导体品质好。

继续参照图1，本实施例中，放卷装置300包括可转动地设置在密封室100内的放卷轮，收卷装置400包括可转动地设置在密封室100内的收卷轮；放卷轮与收卷轮同步转动。

具体地，电缆导体制作设备10包括收放卷同步控制系统，放卷装置300以及收卷装置400均与收放卷同步控制系统连接。收放卷同步控制系统控制放卷装置300以及收卷装置400同步连续做收放卷运动。

参照图1，本实施例中，电缆导体制作设备10还包括依次间隔设置在反应空间的第一隔板200、第二隔板210以及第三隔板220；第一隔板200与第二隔板210之间形成高温退火腔230，高温退火腔230用于供金属芯进行高温退火，以形成单晶金属芯；第二隔板210与第三隔板220之间形成二维材料覆膜腔240，二维材料覆膜腔240用于供单晶金属芯的表面反应生成单晶二维材料膜。

高温退火腔230以及二维材料覆膜腔240内的气体和温度分布均匀，物料、电力消耗较少，所制备的电缆导体品质以及稳定性好。

具体地，反应空间通过第一隔板200、第二隔板210以及第三隔板220隔断，以形成密封的高温退火腔230以及二维材料覆膜腔240。具体地，第一隔板200、第二隔板210以及第三隔板220采用耐高温隔板。

具体地，金属芯在高温退火腔230通过高温退火(最高温度≤2000℃)，并在非熔融状态下利用高温驱动金属的单个小晶畴或成核位点长大的方法，生长出单晶金属芯。在二维材料覆膜腔240，在单晶金属芯上制备和覆盖单晶二维材料。制备得到一种单晶金属芯和单晶二维材料的电缆导体，能较好地满足未来高频电缆的导电性以及耐腐蚀性能的要求。

单晶金属芯无晶界。单晶二维材料覆盖在单晶金属芯外表面，不易剥离。单晶二维材料膜厚度均匀，单晶金属芯表面晶界无缺陷，氧化点少，能够提高高频电缆导体的导电性能、耐腐蚀性能以及品质，同时也能够减少信号传输损耗。参照表1。

根据表1可知，本实施例提供的电缆导体和对比例中多晶界金属芯相比，电导率更高，更能够符合现有条件下高频电缆的综合性能要求。

需要说明的是：单晶金属芯可以为金、银、铜、铝、铂、钨、铁、铬、钴、镍金属以及上述合金中的任一种。单晶二维材料膜可以为石墨烯、六方氮化硼、过渡金属硫族化合物以及三五族化合物中的任一种。其中，过渡金属硫族化合物为二硫化钼、二硒化钼、二碲化钼、二硫化钨、二硒化钨或二碲化钨。三五族化合物为氮化镓或磷化铟。

本实施例中，电缆导体制作设备10还包括高温退火装置，高温退火装置设置在高温退火腔230内。二高温退火装置用于对金属芯进行高温退火处理。

参照图1，本实施例中，电缆导体制作设备10还包括惰性气体管道系统500，惰性气体管道系统500与高温退火腔230连通，以向高温退火腔230输送惰性气体。惰性气体管道系统500向高温退火腔230输入惰性气体后，高温退火装置对金属芯进行高温退火处理。

本实施例中，电缆导体制作设备10还包括二维材料生成装置，维材料生成装置设置在二维材料覆膜腔240内。二维材料生成装置用于在单晶金属芯的表面生成二维材料层。

参照图1，本实施例中，二维材料覆膜腔240为CVD反应腔。化学气相沉积(CVD)是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法，是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。CVD反应腔通过CVD工艺在单晶金属芯的表面生成单晶二维材料，气体以及温度均匀，生成的电缆导体品质好。

具体地，电缆导体制作设备10还包括CVD反应气体管道系统600，CVD反应气体管道系统600与二维材料覆膜腔240连通，以向二维材料覆膜腔240输送CVD反应气体。

参照图1，本实施例中，电缆导体制作设备10还包括冷却装置，冷却装置设置在第三隔板220与收卷装置400之间，对从第二隔板210伸出的金属芯进行冷却，冷却后的金属芯卷绕在收卷装置400上。

继续参照图1，本实施例中，第一隔板200设置有第一缺口201，第二隔板210设置有第二缺口211，第三隔板220设置有第三缺口221，第一缺口201、第二缺口211以及第三缺口221依次对应，以共同供金属芯穿过。

继续参照图1，本实施例中，第一缺口201、第二缺口211以及第三缺口221的数量分别为多个，多个第一缺口201、多个第二缺口211以及多个第三缺口221一一对应。设置的数量根据实际需要反应的效率进行设置，设置的数量越多，同时进行反应的金属芯越多，电缆导体的制备效率越高。

继续参照图1，本实施例中，多个第一缺口201沿第一隔板200的高度方向间隔设置。便于减小占地面积，缩小占用空间。

继续参照图1，本实施例中，放卷装置300的数量为多个，收卷装置400的数量为多个；多个放卷装置300与多个第一缺口201一一对应，多个收卷装置400与多个第三缺口221一一对应。

具体地，多个收卷装置400沿密封室100的高度方向间隔设置。多个收卷装置400沿密封室100的高度间隔设置。

根据本实施例提供的一种电缆导体制作设备10，电缆导体制作设备10对金属芯进行加工的过程如下：

S1，将原材料“多晶界金属杆或金属线”卷料送进放卷装置300上，关闭密封室100的门，通入N2、Ar或He等惰性气体、流量为300sccm及以上，然后开始升温(升温过程持续1～15min)，并开启收放卷的同步控制系统，使导线朝固定方向运动，线速度0.05cm/min—50cm/min；

S2，合理速度下，使整卷“导线前端”运动至高温退火腔230(300～2000℃)时，惰性气体流量保持不变，开始高温退火，制作单晶金属芯；

S3，整卷的“导线前端”运动至二维材料覆膜腔240，提前通入适当流量所需气体，在单晶金属芯上，开始CVD生长石墨烯等二维材料；所需气体(如H2、N2、H2、CH4、H2S、H2Se、B2H6、NH3、PH3、BH3-NH3、MoO3蒸汽、MoS2蒸汽、MoSe2蒸汽，以及Ga、In的金属有机物气体等，气体流量为0.1～2000sccm(standard-state cubiccentimeter per minute，标准态立方厘米/分钟)可调)，生长时间为1s～24hour；

S4，整卷的“导线的末端”运动至冷却装置，整卷导线CVD生长二维材料结束，关闭加热电源，停止通入其他气体，仅通入保护惰性气体，整卷导体线芯冷却至室温并运动至收卷装置400上，得到高质量的“单晶金属线+二维材料”电缆导体。

本实施例提供的一种电缆导体制作设备10至少具有以下优点：

放卷装置300以及收卷装置400设置在密封室100内，放卷装置300以及收卷装置400之间形成反应空间，整个设备结构简单，制备过程简单，占用空间小。

金属芯通过高温退火腔230进行高温退火后，得到单晶金属芯；单晶金属芯进入二维材料覆膜腔240后，通过CVD工艺，在单晶金属芯的表面生成单晶二维材料层，得到的单晶金属芯和单晶二维材料的电缆导体能够有效改善电缆导体的导电、耐腐蚀等性能；同时用于高频电缆，能够提高导电以及信号传输性能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电缆导体制作设备，其特征在于，包括：

密封室(100)、放卷装置(300)以及收卷装置(400)；

所述放卷装置(300)以及所述收卷装置(400)设置在所述密封室(100)内，所述放卷装置(300)以及所述收卷装置(400)之间形成反应空间；

所述收卷装置(400)用于通过所述反应空间收卷卷绕在所述放卷装置(300)上的金属芯；所述反应空间用于供所述金属芯进行反应。

2.根据权利要求1所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述电缆导体制作设备还包括依次间隔设置在所述反应空间的第一隔板(200)、第二隔板(210)以及第三隔板(220)；

所述第一隔板(200)与所述第二隔板(210)之间形成高温退火腔(230)，所述高温退火腔(230)用于供所述金属芯进行高温退火，以形成单晶金属芯；

所述第二隔板(210)与所述第三隔板(220)之间形成二维材料覆膜腔(240)，所述二维材料覆膜腔(240)用于供所述单晶金属芯的表面反应生成单晶二维材料膜。

3.根据权利要求2所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述电缆导体制作设备还包括惰性气体管道系统(500)，所述惰性气体管道系统(500)与所述高温退火腔(230)连通，以向所述高温退火腔(230)输送惰性气体。

4.根据权利要求2所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述二维材料覆膜腔(240)为CVD反应腔。

5.根据权利要求4所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述电缆导体制作设备还包括CVD反应气体管道系统(600)，所述CVD反应气体管道系统(600)与所述二维材料覆膜腔(240)连通，以向所述二维材料覆膜腔(240)输送CVD反应气体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述放卷装置(300)包括可转动地设置在所述密封室(100)内的放卷轮，所述收卷装置(400)包括可转动地设置在所述密封室(100)内的收卷轮；所述放卷轮与所述收卷轮同步转动。

7.根据权利要求2-5任一项所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述第一隔板(200)设置有第一缺口(201)，所述第二隔板(210)设置有第二缺口(211)，所述第三隔板(220)设置有第三缺口(221)，所述第一缺口(201)、所述第二缺口(211)以及所述第三缺口(221)依次对应，以共同供所述金属芯穿过。

8.根据权利要求7所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述第一缺口(201)、所述第二缺口(211)以及所述第三缺口(221)的数量分别为多个，多个所述第一缺口(201)、多个所述第二缺口(211)以及多个所述第三缺口(221)一一对应。

9.根据权利要求8所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

多个所述第一缺口(201)沿所述第一隔板(200)的高度方向间隔设置。

10.根据权利要求8所述的电缆导体制作设备，其特征在于：

所述放卷装置(300)的数量为多个，所述收卷装置(400)的数量为多个；多个所述放卷装置(300)与多个所述第一缺口(201)一一对应，多个所述收卷装置(400)与多个所述第三缺口(221)一一对应。

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