Preparación y propiedades de materiales de contacto eléctrico de cobre reforzado con grafeno para contactos eléctricos de corriente continua de alto voltaje
Autores: Zhang, Liang; Ye, Qikai; Zeng, Xiangyu; Liu, Shuo; Chen, Huaqiang; Tao, Yingqi; Yu, Xianwang; Wang, Xiaozhi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Preparación y propiedades de materiales de contacto eléctrico de cobre reforzado con grafeno para contactos eléctricos de corriente continua de alto voltaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Rápido avance
Materiales de contacto eléctrico
Grafeno
Matriz de cobre
Material compuesto
Ingeniería de alta tensión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 47
Citaciones: Sin citaciones
Con el rápido avance de la ingeniería de alta tensión, cumplir con los requisitos cada vez más exigentes de los materiales de contacto eléctrico en los contactores tradicionales de corriente continua de alta tensión se ha convertido en un desafío. El grafeno ha mostrado promesa como aditivo para mejorar las propiedades mecánicas y la funcionalidad de los polímeros reforzados y los compuestos de matriz cerámica. Sin embargo, su aplicación directa en matrices metálicas sigue siendo un desafío debido a las dificultades para lograr un mojado favorable dentro de los sistemas carbono/metal, lo que lleva a una dispersión inadecuada del grafeno y problemas de agregación. En este estudio, presentamos un método de crecimiento in situ de grafeno en polvo de cobre. Empleando un enfoque de metalurgia de polvos, hemos establecido con éxito una red de interconexión tridimensional continua de grafeno dentro de la matriz de cobre. El material compuesto resultante no solo exhibe una resistencia mecánica elevada, sino que también demuestra ligeras mejoras en la conductividad y la conductividad térmica. Especialmente, los materiales compuestos preparados muestran un rendimiento excepcional en términos de resistencia a la fricción, resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión, lo que es particularmente adecuado para aplicaciones como materiales de contacto eléctrico. Estos hallazgos ofrecen nuevas posibilidades para reemplazar los materiales de contacto eléctrico tradicionales en contactores de corriente continua de alta tensión.
Descripción
Con el rápido avance de la ingeniería de alta tensión, cumplir con los requisitos cada vez más exigentes de los materiales de contacto eléctrico en los contactores tradicionales de corriente continua de alta tensión se ha convertido en un desafío. El grafeno ha mostrado promesa como aditivo para mejorar las propiedades mecánicas y la funcionalidad de los polímeros reforzados y los compuestos de matriz cerámica. Sin embargo, su aplicación directa en matrices metálicas sigue siendo un desafío debido a las dificultades para lograr un mojado favorable dentro de los sistemas carbono/metal, lo que lleva a una dispersión inadecuada del grafeno y problemas de agregación. En este estudio, presentamos un método de crecimiento in situ de grafeno en polvo de cobre. Empleando un enfoque de metalurgia de polvos, hemos establecido con éxito una red de interconexión tridimensional continua de grafeno dentro de la matriz de cobre. El material compuesto resultante no solo exhibe una resistencia mecánica elevada, sino que también demuestra ligeras mejoras en la conductividad y la conductividad térmica. Especialmente, los materiales compuestos preparados muestran un rendimiento excepcional en términos de resistencia a la fricción, resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión, lo que es particularmente adecuado para aplicaciones como materiales de contacto eléctrico. Estos hallazgos ofrecen nuevas posibilidades para reemplazar los materiales de contacto eléctrico tradicionales en contactores de corriente continua de alta tensión.