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用于紧固件的铝-碳金属基质复合材料制造技术

技术编号:44013284 阅读:14 留言:0更新日期:2025-01-15 00:59
公开了一种被配置用于配电应用的紧固件。该紧固件包括包含浓度为0.01重量%(wt%)至2wt%的纳米级碳粒子的铝(Al)金属基质复合材料(MMC)。该纳米级碳粒子均匀地分布于整个MMC中。紧固件可用于连接导体,诸如母线、线材或电缆。还公开了一种用于制造铝MMC紧固件的方法,该方法包括固态变形工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术所公开的教导内容涉及用于紧固件的金属复合材料。


技术介绍

1、紧固件是将两个或更多个物体机械地接合或固定在一起的硬件设备。通常,紧固件被用于创建非永久的接头;即,可以在不损坏接合部件的情况下移除或拆卸的接头。焊接是创建永久性接头的示例。钢紧固件通常由不锈钢、碳钢或合金钢制成。

2、接合材料的其它替代方法包括压接、焊接、软钎焊、硬钎焊、贴胶、胶合、胶接或使用其它粘合剂。也可以使用力,诸如利用磁体、真空(例如吸盘)或甚至摩擦(例如粘性垫)。一些类型的木工接头使用单独的内部增强件,诸如榫钉或饼,其在某种意义上可以被认为是接合系统的范围内的紧固件,尽管它们本身不是通用的紧固件。


技术实现思路

【技术保护点】

1.一种被配置用于配电应用的紧固件,所述紧固件包括:

2.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.1wt%至1wt%的范围内。

3.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.2wt%至0.8wt%的范围内。

4.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括单壁碳纳米管(CNT)。

5.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括多壁CNT。

6.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括石墨烯纳米片(GNP)、富勒烯、纳米金刚石或它们的任何组合。

7.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括具有主要为sp2或sp3碳的纳米粒子。

8.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子选自由以下项构成的组:

9.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%国际退火铜标准(IACS)的电传导率、大于80MPa的极限拉伸强度(UTS)以及大于30%的伸长率。

10.根据权利要求1至8所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%IACS的电传导率、大于120MPa的UTS以及大于10%的伸长率。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%IACS的电传导率、大于200MPa的UTS以及大于3%的伸长率。

12.根据权利要求1至8所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%IACS的电传导率、大于300MPa的UTS以及大于1%的伸长率。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中在400℃加热所述紧固件1小时或在310℃加热所述紧固件400小时之后,所述UTS为其在加热之前的UTS的至少90%。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中在施加其室温屈服强度的80%的载荷的情况下在150℃进行蠕变测试100小时之后,所述紧固件示出小于5%的总位移。

15.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中在施加其室温屈服强度的80%的载荷的情况下在150℃进行蠕变测试500小时之后,所述紧固件示出小于5%的总位移。

16.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中所述配电应用包括汽车应用。

17.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中,所述紧固件是具有在2mm至16mm范围内的轴直径的螺栓。

18.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中,所述紧固件是具有在6mm至8mm范围内的轴直径的螺栓。

19.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中,所述紧固件是具有在5mm至50mm范围内的轴长度的螺栓。

20.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中,所述紧固件是具有头部样式的螺栓,所述头部样式选自以下任一者或与以下任一者相关:

21.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中,所述紧固件包括螺栓,所述螺栓被设计成利用以下工具中的任一种工具来紧固:

22.一种用于电传输的组件,所述组件包括根据权利要求1至21中任一项所述的紧固件和导体,其中,所述导体由纯Al、Al合金或Al-C MMC构成。

23.根据权利要求22所述的组件,其中,所述导体是母线、线材或电缆。

24.一种用于获得纳米级碳粒子在整个金属基质复合材料(MMC)紧固件中的均匀分布的方法,所述方法包括:

25.根据权利要求24所述的方法,其中所述固态变形工艺包括挤出工艺。

26.根据权利要求24所述的方法,其中所述固态变形工艺包括等通道转角挤压(ECAP)工艺。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法,其中所述MMC原料材料是Al-MMC原料材料。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种被配置用于配电应用的紧固件,所述紧固件包括:

2.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.1wt%至1wt%的范围内。

3.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.2wt%至0.8wt%的范围内。

4.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括单壁碳纳米管(cnt)。

5.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括多壁cnt。

6.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括石墨烯纳米片(gnp)、富勒烯、纳米金刚石或它们的任何组合。

7.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子包括具有主要为sp2或sp3碳的纳米粒子。

8.根据权利要求1所述的紧固件,其中所述纳米级碳粒子选自由以下项构成的组:

9.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%国际退火铜标准(iacs)的电传导率、大于80mpa的极限拉伸强度(uts)以及大于30%的伸长率。

10.根据权利要求1至8所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%iacs的电传导率、大于120mpa的uts以及大于10%的伸长率。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%iacs的电传导率、大于200mpa的uts以及大于3%的伸长率。

12.根据权利要求1至8所述的紧固件,其中所述紧固件具有大于50%iacs的电传导率、大于300mpa的uts以及大于1%的伸长率。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中在400℃加热所述紧固件1小时或在310℃加热所述紧固件400小时之后,所述uts为其在加热之前的uts的至少90%。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的紧固件,其中在施加其...

【专利技术属性】
技术研发人员:凯尔·迪恩马库斯·伯姆贾亚库马尔·马尼卡拉吉斯特凡·马特道格拉斯·迈耶斯
申请(专利权)人:矢崎总业株式会社
类型:发明
国别省市:

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