石墨烯導電油墨用於鋁銅合金電纜_導電 (#29*) *完成小試

2015-6-14

不知道是自己運氣好一次找到對的石墨烯材料，還是因為願意不斷嘗試與分享，我們一年研發成果的產出比幾個研究院加起來還要可觀。我自己觀察發現，原先我有五類石墨烯材料，若加上可區分粉體及懸浮液兩種，再控制三種石墨烯片徑、橫向尺度 (包括量子點)及是否官能基來計算，我家的石墨烯材料的排列組合已經上百種，但同業才不過一二種。最近，又發現導電油墨及透明導電漿等二三級加工物也可以直接貢獻所能，你說，我怎麼會擔心後端應用技術無法突破，接下來兩篇就是延伸二級加工物對石墨烯應用技術的內容。

這篇談到導電類應用技術的銅鋁合金電纜。複合金屬在志陽科技現階段是除了碳纖維以外，還無法掌握的應用技術。我們研究了很多有關粉末冶金的知識，在先前複合金屬篇也已經談到一些。但複合金屬畢竟不是複合高分子那麼容易去控制晶體，我想我比較擔心的是某些金屬與碳材存在潤濕性問題，及一般金屬結晶過程溫度偏高，石墨烯抗氧化溫度僅 650℃會受限制。不過，打從自潤軸承有了稍微滿意的結果後，我們倒是期待有機會繼續進行鈦、鎂合金等研發工作。

去年 12月我第一次回老家合肥與某家合金電纜廠討論如何改善導電率的問題，理論上銅的導電性較高，那為何還要使用鋁加入銅呢？很大因素在銅比較貴，而鋁是金屬里產量比較大的，再者，鋁的強度比較高可做於支撐功能。在滿足銅等電器性能的前提下，使用鋁合金電纜的重量是銅芯的一半，其截面是傳統銅芯電纜的 1.1~1.25倍，價格比傳統銅芯低 15~30%。

先前做銅錫粉末時就知道銅對碳溶解度相對較小 (< 0.001%原子分數)，導致銅完全抑制碳的沉澱，無法輕易合成。而過去文獻顯示銅族金屬 (Cu、Ag、Au)合成在觸媒顆粒大小、結構穩定性是主要因素，而碳的溶解度是次要因素。所以，我們退而求其次，先從表面改善導電率開始，因為整個電纜屬於並聯繫統。但我們也發現如果銅線直徑在微米級時，過去曾有人使用 CVD製備石墨烯薄膜在電纜表面，效果不錯。但不能適用在本項目。

我們以前就知道透過石墨烯添加到高分子材料中改善導電材料的性能，在導體表面覆蓋石墨烯薄膜可以提高導電性，優化對電場的均化效果，提高電纜產品的安全性和可靠性。簡單來說，就是在電纜表面形成一層抗氧化層，而石墨烯除了導電率高以外，還有它具備高的阻絕性更是加分。

nn我們分別使用導電油墨及透明導電膜進行塗布，受限於手工塗布在表面並不像外面淋塗的製程那麼均一性，但我們經過測試結果整體改善率約 0.3%。我覺得不滿意，你知道我們老鄉怎麼說？宮總呀，您知道全國電力只要改善那 0.3%，中國一年節省多少電力浪費呀？管它的，客戶滿意就行，我後面再來慢慢改善。結果，我們決定共同在江西共青城成立全球第一家石墨烯鋁銅合金電纜廠。
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