[发明专利]一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法，属于新材料技术领域。该制备方法包括以下步骤：S11，取镀镍铜丝，清洁；S12，第一次石墨烯镀膜；S13，第二次石墨烯镀膜；S14，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。通过本发明的方法制备的航空导线，导体直流电阻和抗拉强度性能优异；本发明的石墨烯镀膜航空导线的制备方法，以镀镍铜丝，进行二次石墨烯镀膜，与一次镀膜得到同样厚度的航空导线相比，导体直流电阻显著降低。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法。

背景技术

飞机上包括多种电子设备，连接各电子设备的导线出现问题，是威胁飞机飞行安全的重大隐患。对于航空导线的要求，除了一般的传输性能外，对于机械强度和重量具有特殊的要求。

石墨烯因其优异的导电和机械性能被广泛应用于各种复合导线中。CN105374410A公开了一种石墨烯镀膜航空导线及其制备方法。该导线以镀镍或镀银铜丝包覆厚度不大于1nm的石墨烯层形成石墨烯软铜丝，石墨烯软铜丝绞合后形成线芯，线芯外包覆有绝缘。该发明的导线的制备方法中，光洁镀镍或镀银铜丝经过高温反应炉，在其表面镀膜，厚度为0.2-1nm，得到导线的直流电阻降低5～15％。

发明内容

针对镀镍或镀银铜丝的镀膜厚度小，直流电阻下降有限的问题，本发明提出了一种二次石墨烯镀膜的方法。

本发明在于公开一种石墨烯镀膜航空导线的制备方法，包括以下步骤：

S11，取镀镍铜丝，清洁；

S12，第一次石墨烯镀膜；

S13，第二次石墨烯镀膜；

S14，绞合，包覆聚酰亚胺绝缘材料，热固化处理，得到石墨烯镀膜航空导线。

本发明的研究人员发现，同样总厚度下，两次镀膜与一次镀膜相比，石墨烯镀膜航空导线的导电性能显著提高。

在本发明的一些优选的实施方式中，S13步骤之后，还包括表面刻蚀处理的步骤。

本发明的研究人员发现，先通过两次镀膜，厚度稍厚，通过表面刻蚀处理，得到与两次镀膜同样的厚度，这样的氧等离子体处理可以显著提到的导线性能。虽然抗拉强度稍有下降，也在可以接受的范围之内。另外，还可以通过小幅度的提高石墨烯镀膜的厚度来解决，而且导线增加的重量是可以接受的。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述清洁为经过羊毛毡轮清洁所述镀镍铜丝表面的无灰尘和油污。

在本发明的一些实施方式中，S11和S12中，镀膜室温度为700-850℃，镀膜时间为50-100s，镀膜室中充入甲烷至气压18-22Pa。

在本发明的一些实施方式中，S11和S12中，第一次镀膜的厚度和第二次镀膜的厚度的比例为(1-2)：(2-1)，优选为1：(1.1-1.5)。

本发明的研究人员发现，同一总厚度下，两次镀膜的厚度不同，也会显著影响得到的导线的直流电阻。

在本发明的一些实施方式中，所述刻蚀处理为氧等离子体刻蚀处理，刻蚀功率为80-120W，氧气流量为15-25sccm。

在本发明的一些实施方式中，S14中，所述绞合为取7根、19根或37根经镀膜处理的镀镍铜丝或氧等离子体表面刻蚀处理的镀镍铜丝，在束丝机上进行绞合，最外层绞向为左向。

在本发明的一些实施方式中，所述热固化处理分段依次进行，处理的温度分别为280℃、400℃、430℃和360℃，处理的时间为每个温度分别处理40-60s。

在本发明的一些实施方式中，S11和S12中，通过以下公式确定第一次镀膜的厚度a和第二次镀膜的厚度b的比例关系：