[发明专利]一种碳纤维薄膜的连接方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种保证碳纤维薄膜连接处的电阻值与碳纤维薄膜本体电阻值不变情况下，通过运用镶嵌重叠结构进行碳纤维薄膜连接的方法。本发明涉及复合材料应用领域。

二、技术背景

碳纤维作为新型碳材料，具有密度小、强度大、刚度好、耐高温、抗化学腐蚀、抗辐射、抗疲劳、高导电、高导热、热膨胀小、生理相容性好、远红外辐射等一系列优异的特性，备受工业界的重视，被誉为第四类工业材料。在应用上，碳纤维很少直接应用，大多数是经深加工制成中间产物或复合材料使用，碳纤维薄膜便是其中一种深加工制品。

碳纤维薄膜可广泛用于防静电包装、电磁屏蔽、面状发热、耐热阻燃、新能源、电化学、生物医学等材料。碳纤维具有得天独厚的优良性能，因此碳纤维薄膜及其复合材料的研究和应用引起了国内广泛的重视，目前在军事和民用工业上取得了巨大突破，已开发抗静电包装材料、屏蔽材料、新型层压面状发热材料、燃料电池中作为质子交换膜的气体扩散层碳纤维薄膜、耐热阻燃材料、用于水净化和空气净化的活性碳纤维滤纸(ACF)和高保真扬声器材料等。

碳纤维薄膜作为一种新型功能材料正逐步得到工业化生产及大规模的应用，在碳纤维薄膜的应用过程中，对于不同碳纤维薄膜间的连接问题仍是碳纤维薄膜作为新型功能材料发展中的一大瓶颈。高性能碳纤维薄膜一般对碳纤维薄膜的纯度、均匀性、电阻率、气孔率等具有严格要求。且碳纤维薄膜经高温处理后，薄膜韧性降低，材质变脆，易碎。原有技术中连接方法如图1所示，使用该方法连接碳纤维薄膜，不但造成碳纤维薄膜连接处电阻值的较大变化，且容易发生断裂。通电后，碳纤维薄膜会因局部电阻值不同影响连接处导电能力及产散热能力，对薄膜材料造成相当大的损害。故在不改变碳纤维薄膜连接处电阻情况下，寻求碳纤维薄膜的连接方法具有重大的意义。

三、发明内容

针对现有技术中碳纤维薄膜连接过程中存在的电阻值不均匀性，连接处导电、产散热能力及容易发生断裂等问题，本发明提供一种碳纤维薄膜的连接方法，在保证薄膜连接强度的基础上，减少薄膜因连接而产生的电阻值的变化，解决薄膜因连接方法不当引起的局部电阻值不均问题，实现碳纤维薄膜作为新型功能复合材料的高导电及产散热均匀的优势，减少碳纤维薄膜的损害。

一种碳纤维薄膜的连接方法，该方法采用了交替重叠镶嵌连接的方式。其步骤为：

第一步，将需要连接的两碳纤维薄膜末端剪切若干切口，且切口延伸长度相等，对应位置相同。

第二步，将一端薄膜沿对应的切口交替镶嵌插入另一薄膜，连接部位完全重叠并保证连接处两薄膜充分接触。

第三步，使用导电胶带粘附于碳纤维薄膜连接处对薄膜进行固定。

通过运用本发明的连接方法，解决了薄膜本体与薄膜连接处电阻值不均匀问题，在其具有高导电性能同时，改善薄膜局部的导电均匀性，发挥了碳纤维薄膜材料作为一种新型复合材料的产热均匀能力及散热均匀的能力。(1)薄膜作为电阻式发热体的发热机理是由于晶格振动(含原子、分子、离子等微抖振动)发热，通过该连接方法得到的碳纤维薄膜结构稳定，发热效率也稳定不变。(2)使用该方法连接的碳纤维薄膜作为发热材料时，解决了因连接处电阻不均匀造成的薄膜局部损害问题及产生的易碎现象，增加了薄膜材料的使用寿命。(3)使用该方法连接的碳纤维薄膜作为防静电包装材料方面，由于薄膜表面电阻小，电子在材料表面及内部流动更加容易，可流向任何接触到的其它导体，解决了电荷积累问题，从而达到避免静电产生的目的。

四、说明书附图

图1原有碳纤维薄膜连接方法示意图；

图2本发明一种碳纤维薄膜连接方法的连接前薄膜材料处理图：1-碳纤维薄膜A末端，2-碳纤维薄膜B末端，3-碳纤维薄膜A末端第一剪切口，4-碳纤维薄膜A末端第二剪切口，5-碳纤维薄膜B末端第一剪切口，6-碳纤维薄膜B末端第二剪切口，7-碳纤维薄膜A末端第一剪切部，8-碳纤维薄膜A末端第二剪切部，9-碳纤维薄膜A末端第三剪切部，10-碳纤维薄膜B末端第一剪切部，11-碳纤维薄膜B末端第二剪切部，12-碳纤维薄膜B末端第三剪切部；

图3本发明一种碳纤维薄膜连接方法的连接后结构示意图(实施例一)：13-薄膜连接处a部分，14-薄膜连接处b部分，15-薄膜连接处c部分；

图4本发明一种碳纤维薄膜连接方法的连接后结构示意图(实施例二)：16-薄膜连接处o部分，17-薄膜连接处p部分，18-薄膜连接处q部分；