受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：S1、選用泡沫石墨烯作為基材；S2、抽真空處理；S3、在高壓下對(duì)泡沫石墨烯進(jìn)行浸漬瀝青；S4、對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化；S5、對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸。通過采用泡沫石墨烯作為基材，對(duì)其進(jìn)行抽真空和高壓下的浸漬瀝青處理，再對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化，最后對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸，為受電弓碳滑板提供良好的石墨烯復(fù)合材料，達(dá)到提高碳滑板的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性能的有益效果。
【專利說明】
受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及受電弓碳滑板制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]安全是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)永恒的主題。機(jī)車是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中最重要的動(dòng)力設(shè)備。為運(yùn)用提供質(zhì)量良好、數(shù)量充足的機(jī)車，以良好的設(shè)備質(zhì)量保障運(yùn)輸任務(wù)的順利完成和運(yùn)輸生產(chǎn)安全，是機(jī)務(wù)檢修工作的主要任務(wù)。
[0003]電力機(jī)車受電弓碳滑板是高鐵、動(dòng)車和客貨電力機(jī)車提供動(dòng)力的一個(gè)“咽喉”部件，其主要功能為:電力機(jī)車通過車頭上受電弓的最上部，直接與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，并在自然環(huán)境中工作。由于在運(yùn)行中與接觸網(wǎng)導(dǎo)線不斷產(chǎn)生摩擦和沖擊，所以這一部件是一種經(jīng)常更換的消耗性部件。
[0004]而電力機(jī)車受電弓碳滑板分為粉末冶金滑板、純碳滑板和浸金屬碳滑板。但是因?yàn)榉勰┮苯鸹鍖?duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線的磨耗嚴(yán)重，所以目前已經(jīng)很少使用。純碳滑板電阻低，自潤(rùn)滑性能和減磨性能好，對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨損小，且耐腐蝕、耐高溫，但是也存在一些缺陷，如機(jī)械強(qiáng)度低，耐沖擊性能差，尤其是遇到較硬的導(dǎo)線時(shí)，容易造成滑板折斷和破裂。而浸金屬碳滑板則存在對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨損比較嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
[0005]因此，有必要設(shè)計(jì)一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，以解決上述碳滑板機(jī)械強(qiáng)度低和耐沖擊性能差的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，提高碳滑板的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性能。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:S1、選用泡沫石墨烯作為基材;S2、抽真空處理;S3、在高壓下對(duì)泡沫石墨烯進(jìn)行浸漬瀝青；S4、對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化;S5、對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸。
[0008]在上述技術(shù)方案中，在所述步驟S2中，抽真空處理時(shí)的真空度為0.084yPa。
[0009]在上述技術(shù)方案中，在所述步驟S3中，高壓浸漬瀝青時(shí)的浸漬壓力為3yPa。
[0010]在上述技術(shù)方案中，在所述步驟S3中，先將浸漬瀝青加熱到220?280°C，保溫1.5?2.5小時(shí)，再將浸漬瀝青回溫到200?250°C，浸漬時(shí)的預(yù)熱溫度為370?390°C。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述浸漬瀝青的喹啉不融物<0.2%、軟化點(diǎn)83?86°(:、結(jié)焦值彡48%。
[0012]在上述技術(shù)方案中，在所述步驟S4中，隔氧碳化的最高溫度為1200°C。
[0013]在上述技術(shù)方案中，在所述步驟S4中，對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯可進(jìn)行二至三次隔氧碳化處理。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述碳化后的泡沫石墨烯的各項(xiàng)指標(biāo)為:體積密度為1.78g/cm3;洛氏硬度為96HR 5/150;電阻率為30μ Ω.ι?;抗折強(qiáng)度為95 MPa;抗壓強(qiáng)度為105 MPa。
[0015]本發(fā)明受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，通過采用泡沫石墨烯作為基材，對(duì)其進(jìn)行抽真空和高壓下的浸漬瀝青處理，再對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化，最后對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸，為受電弓碳滑板提供良好的石墨烯復(fù)合材料，達(dá)到提高碳滑板的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性能的有益效果。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
步驟S1、選用泡沫石墨烯作為基材，因石墨烯具有抗拉強(qiáng)度高，抗沖擊韌性好以及導(dǎo)電性能好的優(yōu)點(diǎn)，是作為受電弓碳滑板用的優(yōu)先材料之一。
[0019]步驟S2、抽真空處理，在此步驟中，抽真空處理時(shí)的真空度為0.084yPa。
[0020]步驟S3、在高壓下對(duì)泡沫石墨烯進(jìn)行浸漬瀝青；
在此步驟中，高壓浸漬瀝青時(shí)的浸漬壓力為3yPa，所述浸漬瀝青的喹啉不融物(
0.2%、軟化點(diǎn)83?86°C、結(jié)焦值彡48%。在進(jìn)行浸漬瀝青時(shí)，先將浸漬瀝青加熱到220?280°C，保溫1.5?2.5小時(shí)，再將浸漬瀝青回溫到200?250°C，浸漬時(shí)的預(yù)熱溫度為370?390°C，以進(jìn)行良好的真空高壓浸漬。
[0021]步驟S4、對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化，此步驟可重復(fù)二至三次隔氧碳化處理。且在隔氧碳化時(shí)，隔氧碳化的最高溫度為1200°C。
[0022]步驟S5、對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸。在此，碳化后的泡沫石墨烯的各項(xiàng)指標(biāo)為:體積密度為1.78g/cm3;洛氏硬度為96HR 5/150;電阻率為30μΩ.ηι;抗折強(qiáng)度為95 MPa;抗壓強(qiáng)度為105 MPa。為受電弓碳滑板提供良好的石墨烯復(fù)合材料，達(dá)到提高碳滑板的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性能的有益效果。
[0023]本發(fā)明受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，通過采用泡沫石墨烯作為基材，對(duì)其進(jìn)行抽真空和高壓下的浸漬瀝青處理，再對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化，最后對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸，為受電弓碳滑板提供良好的石墨烯復(fù)合材料，達(dá)到提高碳滑板的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性能的有益效果。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 51、選用泡沫石墨稀作為基材； 52、抽真空處理； 53、在高壓下對(duì)泡沫石墨烯進(jìn)行浸漬瀝青； 54、對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯進(jìn)行隔氧碳化； 55、對(duì)碳化后的泡沫石墨烯進(jìn)行切割打磨至受電弓碳滑板所需的尺寸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟S2中，抽真空處理時(shí)的真空度為0.084yPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟S3中，高壓浸漬瀝青時(shí)的浸漬壓力為3yPa。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟S3中，先將浸漬瀝青加熱到220?280°C，保溫1.5?2.5小時(shí)，再將浸漬瀝青回溫到200?250°C，浸漬時(shí)的預(yù)熱溫度為370?390°C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述浸漬瀝青的喹啉不融物<0.2%、軟化點(diǎn)83?86°C、結(jié)焦值多48%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟S4中，隔氧碳化的最高溫度為1200°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟S4中，對(duì)浸漬后的泡沫石墨烯可進(jìn)行二至三次隔氧碳化處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓碳滑板用石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述碳化后的泡沫石墨烯的各項(xiàng)指標(biāo)為:體積密度為1.78g/cm3;洛氏硬度為96HR 5/150;電阻率為30μΩ.πι;抗折強(qiáng)度為95 MPa;抗壓強(qiáng)度為105 MPa。
【文檔編號(hào)】C04B35/52GK106007717SQ201610335470
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】武建軍
【申請(qǐng)人】大同新成新材料股份有限公司