一种石墨烯金属及其制备方法与制品

本发明公开了一种石墨烯金属及其制备方法与制品,属于石墨烯技术领域。按重量百分数计,该石墨烯金属的制备原料包括0.1‑1wt%的石墨烯材料,余量为金属材料;其中,石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯。该石墨烯金属成本低,同时具有较佳的导电和导热性能,并具有良好的力学性能。由碳纤维和上述石墨烯金属制备得到的石墨烯金属碳纤维具有更优的机械力学性能和可焊接性。相应的,含有上述石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体制得的碳纤维蒙皮具有较佳的抗拉性能,能够防止因震动导致的金属疲劳。包括电源、电能热能转换器以及上述石墨烯金属碳纤维的导热系统能够通电后发热,有利于防止低温对交通工具、交通轨道或电缆等造成的危害。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202110240589.2
申请日期: 2021年3月4日
公开(公告)日: 2021年6月29日
公开(公告)号: CN113046608A
主分类号: C22C21/12,C,C22,C22C,C22C21
分类号: C22C21/12,H05B3/12,B22F3/00,B22F5/00,C22C9/01,C,H,B,C22,H05,B22,C22C,H05B,B22F,C22C21,H05B3,B22F3,B22F5,C22C9,C22C21/12,H05B3/12,B22F3/00,B22F5/00,C22C9/01
申请(专利权)人: 王安华
发明(设计)人: 余国强
主申请人地址: 广东省深圳市龙华新区民治街道留仙大道24号彩悦大厦3楼8310
专利代理机构: 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人: 覃蛟
国别省市代码: 广东;44
主权项: 1.一种石墨烯金属,其特征在于,按重量百分数计,所述石墨烯金属的制备原料包括0.1-1wt%的石墨烯材料,余量为金属材料;其中,所述石墨烯材料为10层以下的纳米石墨烯; 优选地,所述石墨烯材料为纳米粉状材料; 优选地,所述金属材料包括铜、铝和钛中的至少一种; 优选地,所述制备原料包括0.1-1wt%的所述石墨烯材料和40-50wt%的铝,余量为铜;或,所述制备原料包括0.1-1wt%的所述石墨烯材料和70-80wt%的铝,余量为铜。 2.如权利要求1所述的石墨烯金属的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述制备原料进行冶炼; 优选地,冶炼的温度不低于铜或钛的熔点。 3.一种石墨烯金属碳纤维,其特征在于,由碳纤维以及如权利要求1所述的石墨烯金属制备而得; 优选地,所述碳纤维为线状或网状; 优选地,线状的所述碳纤维的长度为5-50mm; 优选地,线状的所述碳纤维的长度为任何所需长度; 优选地,所述碳纤维的抗拉强度不低于3000MPa。 4.如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:于所述碳纤维的表面负载所述石墨烯金属。 5.一种碳纤维蒙皮,其特征在于,所述碳纤维蒙皮具有含如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维的蒙皮基体; 优选地,所述蒙皮基体的表面另焊有金属碳纤维线或金属碳纤维网; 优选地,所述蒙皮基体的表面还设有金属层以将另焊的所述金属碳纤维线或所述金属碳纤维网压在所述蒙皮基体的表面; 优选地,所述金属层用于将另焊的所述金属碳纤维线或所述金属碳纤维网夹在所述蒙皮基体与所述金属层中间; 优选地,所述蒙皮基体的制备包括:以铝金属或钛金属的质量计,在铝金属或钛金属冶炼时投入所述铝金属或钛金属的0.1-1wt%的石墨烯材料以及0.1-1wt%的线状的长度为5-50mm的碳纤维,然后压制成所述蒙皮基体; 优选地,所述碳纤维网直接设置于两片金属中间,然后再压制成蒙皮或其他制品,所述金属包括铜、铝、钛或各种合金; 优选地,所述碳纤维网的表面以热喷涂方式直接喷涂金属,然后再压制成蒙皮或其他制品,所述金属包括铜、铝、钛或各种合金; 优选地,所述金属层的背离所述蒙皮基体的一侧的外表面还热喷涂有石墨烯瓷漆层。 6.一种导热系统,其特征在于,包括电源、电能热能转换器以及如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维,所述电能热能转换器分别与所述电源和所述石墨烯金属碳纤维电连接。 7.一种交通工具,其特征在于,所述交通工具的制作材料中含有如权利要求1所述的石墨烯金属,或含有如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维,或含有如权利要求5所述的碳纤维蒙皮,或所述交通工具设有如权利要求6所述的导热系统。 8.根据权利要求7所述的交通工具,其特征在于,所述交通工具包括汽车、火车、高铁、船和飞机; 优选地,当所述交通工具为汽车或飞机时,所述汽车的车身或所述飞机的机身的制作材料含有如权利要求1所述的石墨烯金属,或含有如权利要求3所述的石墨烯金属碳纤维,或含有如权利要求5所述的碳纤维蒙皮,或设有如权利要求6所述的导热系统; 优选地,当所述交通工具为高铁或火车时,所述高铁或所述火车的防结冰部位设有如权利要求6所述的导热系统; 优选地,所述防结冰部位包括底盘和/或牵引系统; 优选地,当所述交通工具为船时,所述船的船底设有如权利要求6所述的导热系统。 9.一种交通轨道,其特征在于,所述交通轨道设有如权利要求6所述的导热系统; 优选地,所述交通轨道为铁路轨道,所述铁路轨道的道岔处设有如权利要求6所述的导热系统。 10.一种电缆,其特征在于,所述电缆的外表面绕设或连接有如权利要求6所述的导热系统; 优选地,所述电缆为架空电缆。
法律状态: 公开