本發(fā)明屬于功能金屬材料領域,涉及一種金屬導體及其制備方法,尤其涉及一種耐高溫復合導體及其制備方法。
背景技術:
隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,更加復雜和苛刻的應用環(huán)境和場所如石油化工、高層建筑等對電力傳輸線路的要求越來越高,因此導體是否具有優(yōu)良的綜合性能特別是耐高溫性能極其重要,如何在保證導體導電性能和機械性能的同時,提高其耐高溫性能,可以增加線路安全性能,意義重大。在本發(fā)明完成之前,尚未見到用與本發(fā)明制備方法相同的耐高溫復合導體產(chǎn)品,也未見到有與本發(fā)明相同的耐高溫復合導體的制備方法在文獻中有記載。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供一種耐高溫復合導體以及耐高溫復合導體的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,所述的一種耐高溫復合導體由銅導體、導電隔熱涂層組成;所述導電隔熱涂層中,沿銅導體軸向(即,銅導體的長度方向),銅顆粒相互接觸形成多個連續(xù)導電通道,各連續(xù)導電通道由無機粉體燒結后形成的陶瓷相隔開。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述導電隔熱涂層厚度為15μm-22μm,在25℃時沿厚度方向等效熱導率為0.095W/(m·k)-0.102W/(m·k),在600℃時沿厚度方向熱導率為15.825W/(m·k)-20.332W/(m·k),其最高使用溫度為600℃-800℃。根據(jù)本發(fā)明的第二方面,一種耐高溫復合導體的制備方法,包括以下步驟:將不同粒徑的銅粉按一定比例混合均勻,采用0.01mol/L的稀鹽酸對混合銅粉進行酸洗,并采用無水乙醇和蒸餾水除去殘留稀鹽酸,在氮氣保護氣氛、在70℃的條件下干燥20min;將氧化銅、氧化鎂、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁按一定配比混合均勻,形成無機粘接劑粉體;將乙基纖維素、松油醇、鄰苯二甲酸二丁脂、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚、三乙醇胺、苯二酸、正丁醇、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)按一定比例混合,加溫至70±1℃,熱熔得到有機載體;按比例將干燥后的銅粉、無機粘接劑粉體、有機載體進行混合,攪拌并采用超聲波振蕩制備成導電隔熱漿料;使銅導體以一定速率通過充滿導電隔熱漿料、并且溫度為70±1℃的漿料槽,對銅導體以0.5m/s-5m/s的速率進行在線涂覆;在氮氣保護氣氛下,以10℃/min升至100℃,保溫10min,對涂覆后的銅導體進行烘干;以及在氮氣保護氣氛下,在350℃-370℃環(huán)境中進行熱處理,熱處理時間為30min。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述導電隔熱漿料配比按重量百分比為:混合銅粉67%-73%、無機粘接劑粉體8%-12%、有機載體19-21%,其粘度為5Pa.S-8Pa.S。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述銅粉為粒徑分別為1μm、5μm和15μm的銅顆粒按重量百分比以52.5:18.5:9均勻混合而成。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述無機粘接劑粉體配比按重量百分比為:氧化銅5%、氧化鎂51%、氧化鋅21%、氧化硅15%、氧化鋁8%,所述無機粘接劑粉體平均粒徑為1-3μm。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述有機載體配比按重量百分比為:乙基纖維素6%、松油醇66%、鄰苯二甲酸二丁脂5%、乙酸乙酯8%、二乙二醇丁醚5%、三乙醇胺3%、苯二酸2%、正丁醇2%、以及硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)3%。根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述耐高溫復合導體的伸長率為25%-35%,電阻率為0.017241Ω·mm2/m。本發(fā)明所制備的耐高溫復合導體,綜合運用材料和創(chuàng)新性工藝制備導電隔熱涂層。在導電隔熱涂層中,沿金屬導體軸向,銅顆粒相互接觸形成連續(xù)導電通道,各連續(xù)導電通道由無機粉體燒結后形成的陶瓷相隔開;導電隔熱涂層厚度為15μm-22μm,在25℃時沿厚度方向等效熱導率為0.095W/(m·k)-0.102W/(m·k),在600℃時沿厚度方向熱導率為15.825W/(m·k)-20.332W/(m·k),其使用最高溫度為600℃-800℃,具有優(yōu)異的隔熱性能。制備的耐高溫復合導體的伸長率為25%-35%,電阻率為0.017241Ω·mm2/m。與現(xiàn)有技術相比,根據(jù)本發(fā)明實施例,在保證導體導電性能和機械性能的同時,顯著提高了金屬導體的隔熱、耐高溫、耐火焰的能力,使導體應用更安全。具體實施方式為使本發(fā)明技術方案和優(yōu)點更加清楚,通過以下幾個具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1:1、采用銅作為導體。2、將粒徑分別為1μm、5μm和15μm的銅顆粒按重量百分比以52.5:18.5:9混合均勻,采用0.01mol/L的稀鹽酸對混合銅粉進行酸洗,并采用無水乙醇和蒸餾水除去殘留稀鹽酸,在氮氣保護氣氛、在70℃的條件下干燥20min。3、將平均粒徑為2μm的氧化銅、氧化鎂、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁按重量百分比為:氧化銅5%、氧化鎂51%、氧化鋅21%、氧化硅15%、氧化鋁8%,混合均勻成無機粘接劑粉體。4、將乙基纖維素、松油醇、鄰苯二甲酸二丁脂、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚、三乙醇胺、苯二酸、正丁醇、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)按重量百分比為:乙基纖維素6%、松油醇66%、鄰苯二甲酸二丁脂5%、乙酸乙酯8%、二乙二醇丁醚5%、三乙醇胺3%、苯二酸2%、正丁醇2%、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)3%混合均勻,加溫至70±1℃熱熔得到有機載體。5、按重量百分比為:銅粉...