Графеновая шина — это черная технология или обман? Понимание нового углеродно-алюминиевого эвтектического материала

В распределительных устройствах высокого/низкого напряжения, аккумулировании энергии и фотоэлектрических системах шины являются основными компонентами для сбора и распределения электроэнергии. В настоящее время на рынке доминируют шины из чистой меди и обычные алюминиевые шины. Медные шины обладают отличными электрическими характеристиками, но имеют высокую стоимость и большой вес. Обычные алюминиевые шины имеют небольшой вес и низкую стоимость, но страдают от окисления, утечки в соединениях и потенциального риска перегрева при длительной эксплуатации.

Графен известен как один из лучших теплопроводных материалов с теоретической теплопроводностью до 5300 Вт/(м·К). Однако долгое время было трудно реализовать устойчивую металлургическую связь между графеном и расплавленным алюминием. Хрупкая фаза Al₄C₃ легко образует и ухудшает характеристики композита. Во многих коммерческих продуктах графен наносится только путем поверхностного напыления, а не путем модификации матрицы.

Компания Hefei Jingxi Electric преодолела проблему смачиваемости графена и расплавленного алюминия. Благодаря использованию эвтектической металлургической технологии углерод-алюминий, следы графена высокой чистоты равномерно расплавляются в алюминиевую матрицу высокой чистоты 1060 вместо простого поверхностного покрытия. Алюминий 1060 отличается содержанием алюминия ≥99,6%, хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью, что делает его идеальным основанием для шин.

После эвтектической модификации углерод-алюминий подложка сохраняет преимущества алюминия, заключающиеся в легком весе и простоте изготовления, в то время как теплопроводность, механическая прочность и антиокислительные характеристики значительно улучшаются. Последующие комплексные процессы гальванического покрытия, включая погружение в цинк, меднение и лужение, устраняют риски естественного окисления алюминия и гальванической коррозии.