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大同新成新材料股份有限公司利用石墨烯增強炭基復(fù)合材料來制備生產(chǎn)受電弓碳滑板材料項目

人類社會的發(fā)展歷程，是以材料為主要標(biāo)志的。經(jīng)歷了石器時代，鐵器時代，半導(dǎo)體材料的硅時代后，人類正逐漸步入以炭/炭復(fù)合材料、納米碳管、石墨烯為代表的炭材料時代。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新型炭材料。石墨烯堪稱是人類已知的強度高，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好的物質(zhì)，所以它將擁有眾多令人神往的發(fā)展前景。石墨烯的出現(xiàn)在科學(xué)界激起了巨大的波瀾。石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技信息領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。****各國無一不把它作為關(guān)鍵材料來競相發(fā)展，國際上稱為“黑色爭奪戰(zhàn)”。

 電力機車受電弓碳滑板是為高鐵、動車和客貨電力機車提供動力的一個“咽喉”部件。其主要功能為：電力機車通過車頭上受電弓的**上部，直接與接觸電網(wǎng)導(dǎo)線接觸，為電力機車提供動力，并在自然環(huán)境中工作。由于在運行中與接觸電網(wǎng)導(dǎo)線不斷產(chǎn)生摩擦和沖擊，所以這一部件是一種需要經(jīng)常更換的消耗性部件。公司瞄準(zhǔn)這一市場契機，加大研發(fā)力度，于2014年致力于此項目的研究與開發(fā)。受電弓碳滑板的關(guān)鍵組成部份碳滑條的選用有嚴(yán)格的性能指標(biāo)要求：即合適的電阻率和接觸電阻;足夠的機械強度;良好的減磨性及自潤滑性;良好的耐熱、耐電弧性和一定的耐磨性。目前現(xiàn)有技術(shù)的受電弓碳滑板中主要是添加加了硫磺、氮化硼、氯化鈣粉等化學(xué)制劑，其體積密度、機械強度和可靠性等性能指標(biāo)不太理想，性能指標(biāo)偏低，使用壽命較短。

 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在湖南大學(xué)和大同大學(xué)等科研院所炭材料專家的幫助下，項目組提出了利用石墨烯增強炭基復(fù)合材料來制備生產(chǎn)受電弓碳滑板材料。該復(fù)合材料綜合了炭材料的優(yōu)異電學(xué)性能和石墨烯增強復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及耐摩擦磨損等性能，經(jīng)過多次的科學(xué)實驗，**終確定了受電弓碳滑板材料的工藝配方與技術(shù)路線，所得產(chǎn)品經(jīng)測試，各項指標(biāo)明顯均優(yōu)于TJ/CL 328-2014動車組碳滑板中關(guān)于碳條性能的指標(biāo)要求。