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石墨烯铝线材料
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石墨烯铝线材料 能源、安全、环保是关系到人类生存和发展的三大关键问题，铝材具有密度小、比 强度和比刚度高，耐腐蚀，美观耐用，以成形，可表面处理，可回收再生，可节能储能等一系 列优良性能，推广应用铝材是缓解上述三大问题的重要途径。因此铝材越来越受到人们的 青睐，其应用已经普及到国民经济各部门和人们生活各方面，在很多场合已经代替了钢材， 铜材，木材和塑料，成为人类社会的一种重要基础材料。随着铝合金材料的发展，以铝合金 材料作为导体材料和加强材料的导线在国内外业日趋应用广泛，其代表种类为全铝合金绞 线、铝合金芯铝绞线，铝合金通讯信号线、铝合金屏蔽线等。 随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对电力的需求急剧增长， 输电线路日益向大容量方向发展，这就要求增大导线的输电容量。但目前我国的输电导线 主要还是传统的钢芯铝绞线，这种钢芯铝绞线虽然强度高，但电能损耗大，导电率较低，耐 热性差，输电容量受到很大的限制。因此，当前需要开发新型的高强度、高导电率、耐热的铝 合金线材。 石墨烯以其独特的二维结构、高强度、高导电性能和高导热性能等超强的力学和 功能特性，被认为是最理想的复合材料增强相。现有石墨烯增强铝合金制备过程中由于石 墨烯分散的不均匀，容易发生团聚现象，使得石墨烯增强效果不理想，不能满足铝合金导线的工业化生产需求，限制材料技术发展与应用。 为了体现石墨烯性能极致化力学、电学性能，广州埃米石墨烯科技有限公司致力于石墨烯合金研发应用，开发了一种单层石墨烯/铝复合材料，采用CP-C-HE法（Cool pressing-casting-hot extruding），高能球磨→复合粉冷压成型→熔炼铸造→热挤压制备的方法（图1），生产工艺简单，可实现工业化生产。 公司研发团队致力于石墨烯添加，重点突破石墨烯分散问题。其添加的石墨烯在铝及铝合金材料中分布均匀，分散均匀的石墨烯在纯铝中形成了网络结构和导电通路，为成型件的力学、电学性能奠定基础。通过添加少量的石墨烯，所生产的铝线在抗拉强度、延伸率、导电性方面均有明显提高。与纯铝（牌号：1B95）基体材料相比，提升分别为41%、43%、12%，铝合金提升分别为12%、33%、33%。 根据以上研究结果，本公司进行了专利申请CN201710874511.X，一种单层石墨烯/铝复合材料及其制备方法，同时公司研究团队还成功将经验应用于A355、A357、A360、A380等系列铝合金的开发中，形成了以铜、铝为主体的技术专利群，并不断有新知识成果落地。 随着中强铝合金、高强度铝合金及耐热铝合金导线使用的不断推进，国内许多位厂家都对铝合金导线产生了极大兴趣，国网电科院、上缆所等相关专家认为铝合金相关技术性产品注定是发展趋势，以石墨烯铝合金为代表的新型材料，工业化生产正逐步走向成熟，市场规模的扩大将有效降低新产品的价格，在市场需求为导向的推动下，石墨烯铝合金导线必将成为钢芯铝绞线的替代产品。 |
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