电缆芯材及其制备方法、复合型材与流程

本申请涉及电缆芯材，具体涉及一种电缆芯材及其制备方法、复合型材。

背景技术：

1、在相关技术中，部分厂商出于提高电缆芯材导电性能的考虑，选择在电缆芯材的铜材中掺杂石墨烯。在实际测试和使用中，上述电缆芯材的导电性能未达设计预期，在制造工序和成本增加的基础上却无法发挥较佳的导电性能。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种电缆芯材及其制备方法、复合型材，可以较大幅度地提高导电性能。

2、第一方面，本申请实施例提供一种复合型材，包括至少一个复合结构，所述复合结构包括金属层和嵌入于所述金属层内的石墨烯层；在所述复合型材包括多个复合结构时，所述多个复合结构层叠设置；所述石墨烯层包括至少一个石墨烯分布带，所述石墨烯分布带包括多个石墨烯分布子区和至少一个石墨烯连接部，所述多个石墨烯分布子区沿所述石墨烯层的长度方向依次间隔设置，相邻的两个石墨烯分布区通过所述石墨烯连接部连接；沿所述石墨烯层的宽度方向，所述石墨烯连接部的尺寸小于所述石墨烯分布子区的尺寸。

3、在一些实施例中，所述金属层具有沿其厚度方向相对设置的填充侧和背侧，所述填充侧设有至少一个容纳结构，所述容纳结构包括多个凹槽部和至少一个缺口部，所述多个凹槽部沿所述金属层的长度方向依次间隔设置，相邻的两个凹槽部之间通过所述缺口部连通；沿所述金属层的宽度方向，所述缺口部的尺寸小于所述凹槽部的尺寸；所述石墨烯分布子区设置于所述凹槽部内、而所述石墨烯连接部设置于所述缺口部内，所述石墨烯层和另一所述金属层的背侧相接。

4、在一些实施例中，在所述填充侧设有多个所述容纳结构时，多个所述容纳结构沿所述金属层的宽度方向依次间隔设置；所述石墨烯层包括沿其宽度方向依次间隔设置的多个所述石墨烯分布带，所述石墨烯分布带和所述容纳结构数量相等且一一对应地设置。

5、在一些实施例中，所述缺口部为弧形缺口、u型缺口或v型缺口。

6、在一些实施例中，所述凹槽部的深度为8～12μm；和/或，所述缺口部的深度为8～12μm。

7、在一些实施例中，所述金属层沿其厚度方向的相对两侧分别设有第一定位部和第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部中的一者为凸起部、而另一者为凹陷部，相邻的两个金属层通过所述第一定位部和所述第二定位部进行插接定位；所述填充侧设有定位区，所述定位区形成于相邻的两个凹槽部之间、且和连通所述两个凹槽部的缺口部相邻接，所述第一定位部设置于所述定位区内、而所述第二定位部设置于所述定位区的背侧区域。

8、在一些实施例中，相邻的两个复合结构中的石墨烯层在所述复合型材所在平面上的正投影部分重叠。

9、第二方面，本申请实施例提供一种电缆芯材的制备方法，包括：提供以上任一实施例提供的复合型材；对所述复合型材依次进行热轧和拉丝，得到电缆芯材结构。

10、在一些实施例中，所述复合型材在进行热轧时的温度为800～850℃；和/或，所述复合型材在进行热轧时的轧制速度为0.4～0.5m/min。

11、在一些实施例中，所述复合型材在进行热轧时的道次为8～11道次，所述复合型材在每一道次热轧前后的厚度比为1.3:1～1.35:1。

12、在一些实施例中，所述复合型材在进行拉丝时的温度为800～850℃。

13、在一些实施例中，提供所述复合型材，包括：提供多片金属箔；在每片金属箔的一侧表面形成至少一个容纳结构，所述容纳结构包括多个凹槽部和至少一个缺口部，所述多个凹槽部沿所述金属箔的长度方向依次间隔设置，相邻的两个凹槽部之间通过所述缺口部连通；沿所述金属层的宽度方向，所述缺口部的尺寸小于所述凹槽部的尺寸；在所述容纳结构内形成石墨烯层；将所述金属箔依次进行相错叠合，使相邻金属箔上的石墨烯层相错设置。

14、在一些实施例中，在将所述金属箔依次进行相错叠合前，还包括：在相邻的两个凹槽部之间且和连通所述两个凹槽部的缺口部相邻接的区域形成第一定位部，以及在所述第一定位部的背侧区域形成第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部中的一者为凸起部、而另一者为凹陷部。

15、在一些实施例中，在将所述金属箔依次进行相错叠合时，使所述金属箔的第一定位部和另一金属箔的第二定位部插接定位。

16、第三方面，本申请实施例提供一种电缆芯材，通过以上任一实施例提供的电缆芯材的制备方法制成。

17、本申请实施例通过在石墨烯层形成至少一个较窄的石墨烯连接部，在复合型材进行塑性变形时，石墨烯层可以在石墨烯连接部进行有序断裂、避免在石墨烯分布子区内出现无序断裂，且断裂后的石墨烯层中石墨烯长度均匀，使得石墨烯在经过塑性变形工艺后的复合型材中形成均匀有序分布，优化石墨烯的分布结构；在利用上述复合型材进一步制成电缆芯材时，可以较大幅度地提高电缆芯材的导电性能。

技术特征：

1.一种复合型材，其特征在于，包括至少一个复合结构，所述复合结构包括金属层和嵌入于所述金属层内的石墨烯层；在所述复合型材包括多个复合结构时，所述多个复合结构层叠设置；

2.根据权利要求1所述的复合型材，其特征在于，所述金属层具有沿其厚度方向相对设置的填充侧和背侧，所述填充侧设有至少一个容纳结构，所述容纳结构包括多个凹槽部和至少一个缺口部，所述多个凹槽部沿所述金属层的长度方向依次间隔设置，相邻的两个凹槽部之间通过所述缺口部连通；沿所述金属层的宽度方向，所述缺口部的尺寸小于所述凹槽部的尺寸；

3.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，在所述填充侧设有多个所述容纳结构时，多个所述容纳结构沿所述金属层的宽度方向依次间隔设置；所述石墨烯层包括沿其宽度方向依次间隔设置的多个所述石墨烯分布带，所述石墨烯分布带和所述容纳结构数量相等且一一对应地设置。

4.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，所述缺口部为弧形缺口、u型缺口或v型缺口。

5.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，所述凹槽部的深度为8～12μm；和/或，所述缺口部的深度为8～12μm。

6.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，所述金属层沿其厚度方向的相对两侧分别设有第一定位部和第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部中的一者为凸起部、而另一者为凹陷部，相邻的两个金属层通过所述第一定位部和所述第二定位部进行插接定位；所述填充侧设有定位区，所述定位区形成于相邻的两个凹槽部之间、且和连通所述两个凹槽部的缺口部相邻接，所述第一定位部设置于所述定位区内、而所述第二定位部设置于所述定位区的背侧区域。

7.根据权利要求1所述的复合型材，其特征在于，相邻的两个复合结构中的石墨烯层在所述复合型材所在平面上的正投影部分重叠。

8.一种电缆芯材的制备方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，所述复合型材在进行热轧时的温度为800～850℃；和/或，所述复合型材在进行热轧时的轧制速度为0.4～0.5m/min。

10.根据权利要求8所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，所述复合型材在进行热轧时的道次为8～11道次，所述复合型材在每一道次热轧前后的厚度比为1.3:1～1.35:1。

11.根据权利要求8所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，所述复合型材在进行拉丝时的温度为800～850℃。

12.根据权利要求8所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，提供所述复合型材，包括：

13.根据权利要求12所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，在将所述金属箔依次进行相错叠合前，还包括：在相邻的两个凹槽部之间且和连通所述两个凹槽部的缺口部相邻接的区域形成第一定位部，以及在所述第一定位部的背侧区域形成第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部中的一者为凸起部、而另一者为凹陷部。

14.根据权利要求13所述的电缆芯材的制备方法，其特征在于，在将所述金属箔依次进行相错叠合时，使所述金属箔的第一定位部和另一金属箔的第二定位部插接定位。

15.一种电缆芯材，其特征在于，所述电缆芯材通过如权利要求8～14所述的电缆芯材的制备方法制成。

技术总结
本申请实施例提供一种电缆芯材及其制备方法、复合型材。所述复合型材包括至少一个复合结构，所述复合结构包括金属层和嵌入于所述金属层内的石墨烯层；在所述复合型材包括多个复合结构时，所述多个复合结构层叠设置；所述石墨烯层包括至少一个石墨烯分布带，所述石墨烯分布带包括多个石墨烯分布子区和至少一个石墨烯连接部，所述多个石墨烯分布子区沿所述石墨烯层的长度方向依次间隔设置，相邻的两个石墨烯分布区通过所述石墨烯连接部连接；沿所述石墨烯层的宽度方向，所述石墨烯连接部的尺寸小于所述石墨烯分布子区的尺寸。所述电缆芯材的制备方法包括：提供所述复合型材；对所述复合型材依次进行热轧和拉丝，得到电缆芯材结构。

技术研发人员：龚怡颖,李志博,王景凯,黄辉忠
受保护的技术使用者：浙江正泰电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10