受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、选用泡沫石墨烯作为基材；S2、抽真空处理；S3、在高压下对泡沫石墨烯进行浸渍沥青；S4、对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化；S5、对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸。通过采用泡沫石墨烯作为基材，对其进行抽真空和高压下的浸渍沥青处理，再对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化，最后对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸，为受电弓碳滑板提供良好的石墨烯复合材料，达到提高碳滑板的机械强度和耐冲击性能的有益效果。
【专利说明】
受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及受电弓碳滑板制备技术领域，特别是指一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]安全是铁路运输生产永恒的主题。机车是铁路运输生产中最重要的动力设备。为运用提供质量良好、数量充足的机车，以良好的设备质量保障运输任务的顺利完成和运输生产安全，是机务检修工作的主要任务。
[0003]电力机车受电弓碳滑板是高铁、动车和客货电力机车提供动力的一个“咽喉”部件，其主要功能为:电力机车通过车头上受电弓的最上部，直接与接触网导线接触，并在自然环境中工作。由于在运行中与接触网导线不断产生摩擦和冲击，所以这一部件是一种经常更换的消耗性部件。
[0004]而电力机车受电弓碳滑板分为粉末冶金滑板、纯碳滑板和浸金属碳滑板。但是因为粉末冶金滑板对接触网导线的磨耗严重，所以目前已经很少使用。纯碳滑板电阻低，自润滑性能和减磨性能好，对接触网导线磨损小，且耐腐蚀、耐高温，但是也存在一些缺陷，如机械强度低，耐冲击性能差，尤其是遇到较硬的导线时，容易造成滑板折断和破裂。而浸金属碳滑板则存在对接触网导线磨损比较严重的缺点。
[0005]因此，有必要设计一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，以解决上述碳滑板机械强度低和耐冲击性能差的技术问题。
【发明内容】
[0006]针对【背景技术】中存在的问题，本发明目的是提供一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，提高碳滑板的机械强度和耐冲击性能。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:S1、选用泡沫石墨烯作为基材;S2、抽真空处理;S3、在高压下对泡沫石墨烯进行浸渍沥青；S4、对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化;S5、对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸。
[0008]在上述技术方案中，在所述步骤S2中，抽真空处理时的真空度为0.084yPa。
[0009]在上述技术方案中，在所述步骤S3中，高压浸渍沥青时的浸渍压力为3yPa。
[0010]在上述技术方案中，在所述步骤S3中，先将浸渍沥青加热到220?280°C，保温1.5?2.5小时，再将浸渍沥青回温到200?250°C，浸渍时的预热温度为370?390°C。
[0011]在上述技术方案中，所述浸渍沥青的喹啉不融物<0.2%、软化点83?86°(:、结焦值彡48%。
[0012]在上述技术方案中，在所述步骤S4中，隔氧碳化的最高温度为1200°C。
[0013]在上述技术方案中，在所述步骤S4中，对浸渍后的泡沫石墨烯可进行二至三次隔氧碳化处理。
[0014]在上述技术方案中，所述碳化后的泡沫石墨烯的各项指标为:体积密度为1.78g/cm3;洛氏硬度为96HR 5/150;电阻率为30μ Ω.ι?;抗折强度为95 MPa;抗压强度为105 MPa。
[0015]本发明受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，通过采用泡沫石墨烯作为基材，对其进行抽真空和高压下的浸渍沥青处理，再对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化，最后对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸，为受电弓碳滑板提供良好的石墨烯复合材料，达到提高碳滑板的机械强度和耐冲击性能的有益效果。
【附图说明】
[0016]图1为本发明受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]如图1所示，本发明所述的一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤S1、选用泡沫石墨烯作为基材，因石墨烯具有抗拉强度高，抗冲击韧性好以及导电性能好的优点，是作为受电弓碳滑板用的优先材料之一。
[0019]步骤S2、抽真空处理，在此步骤中，抽真空处理时的真空度为0.084yPa。
[0020]步骤S3、在高压下对泡沫石墨烯进行浸渍沥青；
在此步骤中，高压浸渍沥青时的浸渍压力为3yPa，所述浸渍沥青的喹啉不融物(
0.2%、软化点83?86°C、结焦值彡48%。在进行浸渍沥青时，先将浸渍沥青加热到220?280°C，保温1.5?2.5小时，再将浸渍沥青回温到200?250°C，浸渍时的预热温度为370?390°C，以进行良好的真空高压浸渍。
[0021]步骤S4、对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化，此步骤可重复二至三次隔氧碳化处理。且在隔氧碳化时，隔氧碳化的最高温度为1200°C。
[0022]步骤S5、对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸。在此，碳化后的泡沫石墨烯的各项指标为:体积密度为1.78g/cm3;洛氏硬度为96HR 5/150;电阻率为30μΩ.ηι;抗折强度为95 MPa;抗压强度为105 MPa。为受电弓碳滑板提供良好的石墨烯复合材料，达到提高碳滑板的机械强度和耐冲击性能的有益效果。
[0023]本发明受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，通过采用泡沫石墨烯作为基材，对其进行抽真空和高压下的浸渍沥青处理，再对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化，最后对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸，为受电弓碳滑板提供良好的石墨烯复合材料，达到提高碳滑板的机械强度和耐冲击性能的有益效果。
[0024]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 51、选用泡沫石墨稀作为基材； 52、抽真空处理； 53、在高压下对泡沫石墨烯进行浸渍沥青； 54、对浸渍后的泡沫石墨烯进行隔氧碳化； 55、对碳化后的泡沫石墨烯进行切割打磨至受电弓碳滑板所需的尺寸。2.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤S2中，抽真空处理时的真空度为0.084yPa。3.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤S3中，高压浸渍沥青时的浸渍压力为3yPa。4.根据权利要求3所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤S3中，先将浸渍沥青加热到220?280°C，保温1.5?2.5小时，再将浸渍沥青回温到200?250°C，浸渍时的预热温度为370?390°C。5.根据权利要求4所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述浸渍沥青的喹啉不融物<0.2%、软化点83?86°C、结焦值多48%。6.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤S4中，隔氧碳化的最高温度为1200°C。7.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤S4中，对浸渍后的泡沫石墨烯可进行二至三次隔氧碳化处理。8.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板用石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述碳化后的泡沫石墨烯的各项指标为:体积密度为1.78g/cm3;洛氏硬度为96HR 5/150;电阻率为30μΩ.πι;抗折强度为95 MPa;抗压强度为105 MPa。
【文档编号】C04B35/52GK106007717SQ201610335470
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】武建军
【申请人】大同新成新材料股份有限公司