一種電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯，是以銅或鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)。其制備包括：將硫酸銅、硫酸、表面活性劑和鹽酸配制成銅鍍液；將石墨烯納米片加入到銅鍍液中，得到含石墨烯納米片的電鍍液；以磷銅片為陽極，去除表面氧化物的銅或鋁線為陰極，置于電鍍液中電鍍，得到以銅或鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。本發(fā)明的電線電纜的導(dǎo)電線芯具有重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性能優(yōu)異、導(dǎo)電性能好以及抗氧化等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電線電纜的導(dǎo)電線芯，尤其是具有核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電線電纜常用的導(dǎo)電線芯通常是銅或鋁。為提高導(dǎo)電線芯的性能，同時(shí)降低其成本，通常使用銅包鋁的核-鞘導(dǎo)電線芯。然而，銅易于氧化，通常需要在銅上沉積抗氧化層，如采用電鍍的方法在其表面電鍍一層錫，而錫的電阻率很大。此外，銅的機(jī)械性能和耐腐蝕性能比較差，通常還需要在其表面鍍鎳來改善相應(yīng)的性能，而鎳的導(dǎo)電性也較差。
[0003]由上可知，不管是鍍鎳還是鍍錫，都增加了工藝的繁瑣性，且不僅降低了電線電纜的性能，還增加了其成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單，且具備優(yōu)異導(dǎo)電性能、機(jī)械性能、抗耐腐蝕性能及抗氧化性能的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯是以銅或鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)。
[0006]通常，銅-石墨烯復(fù)相的厚度為0.01-50 μ m。
[0007]本發(fā)明的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯的制備方法，包括如下步驟:
O使用摩爾濃度為5-30%的鹽酸去除銅或鋁線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、表面活性劑和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為150-250g/L，硫酸濃度為40-110 g/L，氯離子濃度為50-120 ppm，表面活性劑為0.l_2g/L ；
3)電鍍液配置:將石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01-4g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的銅或鋁線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10-40°C、電流密度為0.5-16A/dm2，在攪拌條件下電鍍l_120min，在銅或鋁線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以銅或鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0008]本發(fā)明中，所述的表面活性劑可為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。所述的石墨烯納米片可以是單層或多層。
[0009]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比具有的有益效果有:
本發(fā)明電線電纜的導(dǎo)電線芯采用了銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)，由于銅-石墨烯復(fù)相具有優(yōu)異的電導(dǎo)、熱導(dǎo)、抗氧化性能、抗腐蝕性能以及優(yōu)異的機(jī)械性能，因此，可提高電線電纜的性能，并有利于降低運(yùn)輸成本。本發(fā)明的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯制備工藝簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的導(dǎo)電線芯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明:
如圖1所示，本發(fā)明的電線電纜的導(dǎo)電線芯是以銅或鋁為核1，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘2的核-鞘結(jié)構(gòu)。
[0012]實(shí)施例1
O使用摩爾濃度為5%的鹽酸去除銅線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基硫酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為190g/L，硫酸濃度為40g/L，氯離子濃度為100 ppm,十二燒基硫酸鈉濃度為0.lg/L ；
3)電鍍液配置:將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的銅線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為35°C、電流密度為4A/dm2，在攪拌條件下電鍍80min，在銅線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以銅為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0013]實(shí)施例2
O使用摩爾濃度為30%的鹽酸去除鋁線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基硫酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為220g/L，硫酸濃度為110 g/L,氯離子濃度為80 ppm,十二燒基硫酸鈉濃度為2g/L ；
3)電鍍液配置:將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為4g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的鋁線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為25°C、電流密度為2A/dm2，在攪拌條件下電鍍50min，在鋁線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0014]實(shí)施例3
O使用摩爾濃度為10%的鹽酸去除銅絞合線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基硫酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為200g/L，硫酸濃度為60 g/L，氯離子濃度為70 ppm,十二燒基硫酸鈉濃度為lg/L ；
3)電鍍液配置:將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為lg/L，充分?jǐn)嚢瑁玫胶┘{米片的電鍍液； 4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的銅絞合線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為30°C、電流密度為lA/dm2，在攪拌條件下電鍍30min，在銅絞合線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以銅為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0015]實(shí)施例4
O使用摩爾濃度為15%的鹽酸去除鋁絞合線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為250g/L，硫酸濃度為70 g/L,氯離子濃度為60 ppm,十二燒基苯磺酸鈉濃度為0.5g/L ；
3)電鍍液配置:將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為2g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的鋁絞合線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為20°C、電流密度為6A/dm2，在攪拌條件下電鍍60min，在在銅線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0016]所獲得的電線電纜的核-鞘導(dǎo)電線芯具有機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、抗氧化性能好以及抗腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]實(shí)施例5
O使用摩爾濃度為20%的鹽酸去除銅線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為150-250g/L，硫酸濃度為80 g/L，氯離子濃度為120 ppm，十二烷基苯磺酸鈉濃度為1.5g/L ；
3)電鍍液配置:將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為3g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的銅線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為40°C、電流密度為16A/dm2，在攪拌條件下電鍍lmin，在銅線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以銅為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
[0018]實(shí)施例6
O使用摩爾濃度為25%的鹽酸去除鋁線表面的氧化物，然后去離子水沖洗；
2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為150g/L，硫酸濃度為90 g/L,氯離子濃度為50 ppm,十二燒基苯磺酸鈉濃度為1.8g/L ；
3)電鍍液配置:將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.lg/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液；
4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的鋁線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10°C、電流密度為0.5A/dm2，在攪拌條件下電鍍120min，在鋁線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
【權(quán)利要求】
1.一種電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯，其特征在于該導(dǎo)電線芯是以銅或鋁為核(1)，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘(2)的核-鞘結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯，其特征在于所述的銅-石墨烯復(fù)相層的厚度為0.01-50 μ m。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)使用摩爾濃度為5-30%的鹽酸去除銅或鋁線表面的氧化物，然后去離子水沖洗； 2)銅鍍液配置:將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、表面活性劑和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液，銅鍍液中的硫酸銅濃度為150-250g/L，硫酸濃度為40-110 g/L，氯離子濃度為50-120 ppm，表面活性劑為0.l_2g/L ； 3)電鍍液配置:將石墨烯納米片先用少量步驟2)配置的銅鍍液潤濕并超聲后，再加入到剩余的銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01-4g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯納米片的電鍍液； 4)電鍍:以磷銅片為陽極，經(jīng)步驟I)處理的銅或鋁線作為陰極，置于步驟3)的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10-40°C、電流密度為0.5-16A/dm2，在攪拌條件下電鍍l_120min，在銅或鋁線表面形成銅-石墨烯復(fù)相，獲得以銅或鋁為核，以銅-石墨烯復(fù)相為鞘的核-鞘結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯的制備方法，其特征在于:所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電線電纜的核-鞘結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線芯的制備方法，其特征在于:所述的石墨烯納米片為單層或多層。
【文檔編號(hào)】H01B13/00GK103943170SQ201410193891
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】徐楊, 任招娣, 駱季奎, 俞濱 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)