[发明专利]一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法

权利要求书

1.一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于；包括以下步骤：

将炭化-石墨化的超薄碳纤维布与铜合金薄片交替排布，转入烧结炉，通N₂或Ar作为保护气，加热至铜合金熔点，加压0.5-100 MPa，并保温保压熔渗，冷却后的到高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料；所得产品抗弯强度为130~180MPa、冲击强度为3.5~4.8kJ/m²、电阻率为0.35~0.74 μΩ·m；在50A、速度100km/h、载荷90N条件下，复合材料的摩擦系数为0.185~0.267，磨损率为4.5~6.5mm/10000km；

所述炭化-石墨化处理后的超薄碳纤维布的厚度为0.020-0.1mm，所述铜合金薄片厚度为0.75-1.8mm；

炭化-石墨化处理后的超薄碳纤维布通过下述工艺制备：将碳纤维束进行扩展并刷涂刷涂树脂；或将碳纤维束进行扩展、编织并刷涂刷涂树脂，控制碳纤维与树脂的质量比为1:（3~6），得到超薄碳纤维布；

然后通过炭化-石墨化处理，得到炭化-石墨化处理后的超薄碳纤维布；

其中，炭化工艺参数为：室温-180℃，升温速率为70-90℃/h；在180-600℃时，升温速率8-16℃/h；在650-A℃时，升温速率为10-15℃/h，在A℃保温2~4小时；所述A的取值为835-850；

石墨化工艺为：温度1600-2800℃，保温30min-5h。

2.根据权利要求1所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：所述炭化-石墨化处理后的超薄碳纤维布的厚度为0.04-0.08mm。

3.根据权利要求1所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：铜合金薄片厚度为0.9-1.1 mm。

4.根据权利要求1所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：铜合金薄片的材质为Cu-M；所述M选自硅、锡、铁、铬、钼、钛、铝、镍中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：铜合金薄片的材质为Cu-M，其中以质量比计，Cu：M=（20~95）：（5~80）。

6.根据权利要求5所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于： Cu-M中，Cu的质量百分含量大于等于65%。

7.根据权利要求6所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：铜合金薄片的材质为Cu-M中，M选自Ti、Si、Sn、Mo、Ni中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法，其特征在于：

铜合金薄片的材质为Cu-Ti；且Cu与Ti的质量比为（4-5）:1；

或，

铜合金薄片的材质为Cu-Ti-Sn；且Cu、Ti、Sn的质量比为（4-5）： （0.8-1.2）：（0.8-1.2）；或，

铜合金薄片的材质为Cu-Si-Sn；且Cu、Si、Sn的质量比为（4-5）：（0.8-1.2）：（0.8-1.2）；

或，

铜合金薄片的材质为Cu-Ni-Sn；且Cu、Ni、Sn的质量比为（4-5）：（0.8-1.2）：（0.8-1.2）；或，

铜合金薄片的材质为Cu-Mo-Sn；且Cu、Mo、Sn的质量比为（4-5）：（0.8-1.2）：（0.8-1.2）。