本發(fā)明涉及一種基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝。
背景技術(shù)：
目前，電線電纜的導(dǎo)電線芯通常是銅或鋁，一般都經(jīng)過金屬熔煉以及軋制拉伸等制作成導(dǎo)電線芯。導(dǎo)電線芯的性能通常通過后續(xù)的工藝進(jìn)行改善，如在導(dǎo)電線芯表面電鍍錫和鎳分別改善其抗氧化性能和機(jī)械性能及耐腐蝕性能等。后續(xù)工藝中引入的金屬通常其導(dǎo)電性較差，對電線電纜的性能具有不利影響，且層數(shù)的增多不僅會(huì)增加工藝的繁瑣，且會(huì)使得電線電纜的重量增加，增加其成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝，其所制得的電線電纜具備良好的導(dǎo)電性能和抗腐蝕性能。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝，包括：
步驟(1)制作電鍍液，電鍍液中硫酸銅的濃度為100～120g/L，硫酸的濃度為26～45g/L，氯離子的濃度為0.06～0.09g/L，表面活性劑的濃度為3.5～4.5g/L，納米石墨烯的濃度為6～8g/L，納米活性炭的濃度為0.001～0.005g/L；其中，電鍍液的制作過程是，先配制溶液，溶液中硫酸銅的濃度為100～120g/L，硫酸的濃度為26～45g/L，氯離子的濃度為0.06～0.09g/L，表面活性劑的濃度為3.5～4.5g/L，之后將納米石墨烯和納米活性炭加入至溶液中，超聲頻率為40～50KHz，超聲時(shí)間為10min，溶液溫度為70～88℃；
步驟(2)以銅片為陽極，以銅板為陰極，將陽極和陰極置于電鍍液中，將電鍍液的溫度從30℃升溫至80℃，并使電鍍液的溫度在80℃下保持0.5～1h，之后將電鍍液的溫度降低至50℃，并在50℃下保持1～2h，電流密度為23～40A/dm2，對電鍍液進(jìn)行攪拌，在升溫和降溫的過程中，攪拌速率為10轉(zhuǎn)/min，當(dāng)電鍍液達(dá)到80℃時(shí)，攪拌速率設(shè)定為30轉(zhuǎn)/min，當(dāng)電鍍液達(dá)到50℃時(shí)，攪拌速率為5轉(zhuǎn)/min；
步驟(3)用所述銅板制作導(dǎo)電線芯。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(1)中，電鍍液中硫酸銅的濃度為115g/L，硫酸的濃度為30g/L，氯離子的濃度為0.08g/L。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(2)中，電鍍液的溫度在80℃下保持1h，之后將電鍍液的溫度降低至50℃，并在50℃下保持1.5h。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(2)中，電流密度為35A/dm2。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，表面活性劑的濃度為3.8g/L。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，納米石墨烯的濃度為6.7g/L。
本發(fā)明所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝所制得的電線電纜具備良好的導(dǎo)電性能和抗腐蝕性能。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
本發(fā)明提供一種基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝，包括：
步驟(1)制作電鍍液，電鍍液中硫酸銅的濃度為100～120g/L，硫酸的濃度為26～45g/L，氯離子的濃度為0.06～0.09g/L，表面活性劑的濃度為3.5～4.5g/L，納米石墨烯的濃度為6～8g/L，納米活性炭的濃度為0.001～0.005g/L；其中，電鍍液的制作過程是，先配制溶液，溶液中硫酸銅的濃度為100～120g/L，硫酸的濃度為26～45g/L，氯離子的濃度為0.06～0.09g/L，表面活性劑的濃度為3.5～4.5g/L，之后將納米石墨烯和納米活性炭加入至溶液中，超聲頻率為40～50KHz，超聲時(shí)間為10min，溶液溫度為70～88℃；
步驟(2)以銅片為陽極，以銅板為陰極，將陽極和陰極置于電鍍液中，將電鍍液的溫度從30℃升溫至80℃，并使電鍍液的溫度在80℃下保持0.5～1h，之后將電鍍液的溫度降低至50℃，并在50℃下保持1～2h，電流密度為23～40A/dm2，對電鍍液進(jìn)行攪拌，在升溫和降溫的過程中，攪拌速率為10轉(zhuǎn)/min，當(dāng)電鍍液達(dá)到80℃時(shí)，攪拌速率設(shè)定為30轉(zhuǎn)/min，當(dāng)電鍍液達(dá)到50℃時(shí)，攪拌速率為5轉(zhuǎn)/min；
步驟(3)用所述銅板制作導(dǎo)電線芯。
本發(fā)明在電鍍液中加入了納米石墨烯，導(dǎo)電線芯具有銅-石墨烯復(fù)相，導(dǎo)電線芯具備良好的導(dǎo)線性和抗腐蝕性；另外，少量的納米活性炭可以改善導(dǎo)電線芯的抗腐蝕性，延長導(dǎo)電線芯的使用壽命。
本發(fā)明中，先使電鍍液的溫度從30℃上升至較高的溫度，之后再較高的溫度下保持一段時(shí)間，以促使反應(yīng)的發(fā)生，增加石墨烯在銅板上的沉積和結(jié)合量；當(dāng)進(jìn)行至一段時(shí)間后，再將溫度降低至50℃，以促使石墨烯穩(wěn)定地結(jié)合在銅板上。
另外，在升溫和降溫的過程中，對電鍍液采取攪拌，促使電鍍液中的各成分均勻分布。溫度為80℃的階段，為了加快反應(yīng)速度，促使石墨烯向銅板上的沉積和結(jié)合，提供一個(gè)相對較快的攪拌速度；而當(dāng)溫度為50℃的階段，為了促使石墨烯在銅板上的結(jié)合，則選擇相對較小的攪拌速度，避免影響石墨烯-銅相結(jié)構(gòu)的平衡。
在配制電鍍液時(shí)，將納米石墨烯加入至已經(jīng)配制好的溶液中，之后采用超聲對納米石墨烯進(jìn)行分散。通過設(shè)定超聲的頻率、時(shí)間以及溶液的溫度，可以使納米石墨烯以均勻的形式分散于溶液中。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(1)中，電鍍液中硫酸銅的濃度為115g/L，硫酸的濃度為30g/L，氯離子的濃度為0.08g/L。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(2)中，電鍍液的溫度在80℃下保持1h，之后將電鍍液的溫度降低至50℃，并在50℃下保持1.5h。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，所述步驟(2)中，電流密度為35A/dm2。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，表面活性劑的濃度為3.8g/L。
優(yōu)選的是，所述的基于銅和石墨烯的導(dǎo)電線芯的制備工藝中，納米石墨烯的濃度為6.7g/L。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。