Способ получения токопроводящего материала

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к получению проводников и проводящих тел на основе графита, интеркалированного соединениями из группы хлоридов. Цель изобретения - повышение проводимости материала вдоль кристаллографических слоев. Образцы графита или углеродных волокон нагревают в сообщающихся сосудах в парах хлоридов JCL, CUCL<SB POS="POST">2</SB> и ALCL<SB POS="POST">3</SB> при температуре последних соответственно 20-90°С, 550-650°С и 250-350°С и температуре графита, превышающей температуру хлоридов на 50-56°С для JCL, на 45-55°С для CUCL<SB POS="POST">2</SB> и на 150-250°С для ALCL<SB POS="POST">3</SB> до прекращения нарастания веса. Полученные материалы имеют проводимость σ = (2,5-4,5)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP> Ом<SP POS="POST">-1</SP>см<SP POS="POST">-1</SP>. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ((91 SU (II) (sl) 4 Н 01 В 1 04

1 Ц;.„1

) ЬЦДЛ . " . м ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4304718/24-07 (22) 09.09.87 (46) 15.10.89. Бюл. М 38 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова (72) Н.В.Брандт, В,А.Кульбачинский, И.А.Ныркова, К.Н.Семененко,В.В.Авдеев, В,Я.Аким и С.Г.Ионов (53) 621.315(088,8} (56) Патент США - 3409563, кл. 252-506, 1966„ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к получению проводников и проводящих тел на основе

Изобретение относится к электротехнике, в частности к производству проводников и токопроводящих тел на основе графита интеркалированного соединениями группы хлоридов.

Целью изобретения является повышение проводимости материала вдоль кристаллографических слоев.

Пример. Образцы высокоориентированного пиропитического графита марки УПВ-1Т-М" (исходной проводимости 0,25 1О Ом см ), а также и — < образцы промышленных углеродных волокон пекового, вискозного и полиакрилонитрилового типов перед интеркаляцией промывались в ацетоне, а затем отжигались в течение 15 мин при о, 400 С с целью очищения поверхности.

2 графита, интеркалированного соединениями из группы хлоридов. Цель изобретения — повышение проводимости материала вдоль кристаллографических слоев. Образцы графита или углеродных волокон нагревают в сообщающихся сосудах в парах хлоридов JC1, СиС1 и А1С1 при температуре последних сои о О ответственно 20-90 С, 550-650 С и

250-350 С и температуре графита, превышающей температуру хлоридов на 5056 С для JC1 на 45-55 С для СиС1 и на 150-250 С для А1С1> до прекращения нарастания веса. Полученные материалы имеют проводимость б =(2,54,5) 10 Ом см . 2 табл.

Агенты JC1 Сис12 А1С13 для интеркалирования брались марки х.ч. (99,9%).

В каждом опыте фиксировалась температура графита Т и температура интеркалята Ти. В процессе проведения реакции внедрения интеркалята осуществлялся контроль за весом образца графита, характерное время проведения реакции для каждого образца определялось по прекращению увеличения этого веса. После окончания реакции внедрения образцы графита исследовались рентгенофаэовым методом, с помощью которого определялся номер N ступени полученного соединения внедрения в графит. Итоговая ор)нодимость графитовых образцов измеря(1ась бесKoHTaKTHbtM индукционньп(1 !« 1одом, Таблица 1

Величина ступени соеИнтеркалят

Разность температур, С

10 Ом см

ГраФита Интерк аля(Т ) та (I„) динення внедрения N

JC1

2,5

2,5

3,7

4,5

4,6

4,5

3,5

1,2

1,2

4,5

4,5

4,5

4,5

l,2

2,7

4,2

600

2

2-3

3

3-4

4

3

3

2-3

48

53

56

58

62

66

56

56

45 э 151520

В табл.! приведены свойства образцов токопроводяшего материала,полученного из высокоориентированного пиролитического графита, 5

Проведена интеркаляция углеродных волокон в условиях, соответствующих достижению максимальной проводимости на образцах высокоориентированного пиролитического графита. Интерка- 10 ляции подвергались волокна пекового (изначальной проводимости 6„ =0,1» 10 Ом см ), полиакрилнитрилово5 го (6 =0,04 10 Ом см ) и вискозного (6 =0,025 10 Ом см ) типов. По- 15 лученная на таких волокнах (в результате их интеркаляции) проводимость приведена в табл.2.

Материалы, получаемые на основе высокоориентированного графита путем его интеркаляции соединениями JC1, СиС1< и A1Cl>, обладают высокой проводимостью: эти материалы превосходят медь по значению удельной на единицу массы проводимости соответственно в

2,9, 2,7 и 1,6 раза. В тоже время материалы обладают хорошей устойчивостью к воздействию внешних условий.

Соединение графита с СиС1 выдерживает длительное нагревание до о

500 С и полностью инертно к воздействию атмосферы. Соединение с А1С1 выдерживает длительный нагрев до о

100 С, но оно довольно гигроскопично и поэтому требует внешней изоляции от атмосферы.

Использование данных материалов позволит заменить медный провод и другие медные элементы электрооборудования на практически безметаллический графитовый проводник. формула и э о б р е т е н и я

Способ получения токопроводящего материала на основе, графита и интеркалята из группы хлоридов, при котором производят совместное нагревание графита и хлорида, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения проводимости материала вдоль кристаллографических слоев, в качестве хлоридов используют или JC1 или

СиС1<, или А1С1» указанное нагревание производят в парах последних при температуре хлоридов 20-90 С для

ЗС1, 550-650 С для СиС1 и 250—

350 С для А1С1 > и температуре графита, превышающеи температуру хлорида на 50-56 С для JC1, на 45-55 С для

CuCl и на 150-250 С для А1Сlз, до прекращения изменения массы образца.

1515202

Продолжение табл.1

Величина ступени соединения

Разность температур, С

Интерк алят

10 Ом см

Графита Инте рк аля(Т„) та (Т„) внедрения N

Таблица 2 с!о

10 Ом см

Интеркалят Тип волокна

Пековый

II !!

ПАН

Вискозньй и

Составитель Б.Астапов

Редактор Ю.Середа Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Заказ 6281/48 Тирах 696 Подписное

Р"ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-и!дательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1(11

С1з 100

250

JC1

СиС12

А1С1

JC1

СиС1

А1С1

JC1

СиС1 з

350

О,1

0,1

0,1

0,04

0,04

0,04

0,025

0,025

0,025

3-4

3

3

2

2-3

3

3-4

3

1,8

1,7

1,0

0,50

0,45

0,28

0,25

0,20

0,13

4,2

2,4

0,5

4,2

4,2

4,2

4,2

1,0

1,9

2,5

2,5

2,5

2,0

2,5

2,5

2,5

2,5

53 40

50 600

200 300

53 40

50 600

200 300

53 40

50 600

200 300