專利名稱：復合芯及復合芯導線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及復合芯及復合芯導線，特別涉及一種具有良好韌性、橫 向不易折斷的復合芯及復合芯導線。
背景技術：
樹脂基高強連續(xù)纖維復合材料線材，因具有抗拉強度大、耐溫高、線膨 脹低等一系列優(yōu)點，而得到廣泛應用，成為架空導線加強鋼芯替代芯。目前 已有的一種組合導線，由拉擠工藝成型的熱固性樹脂基、高強連續(xù)長纖維復 合芯(簡稱復合芯)及鋁導體組合導線構(gòu)成，上述纖維相互平行排列，且上 述復合芯采用碳纖維/環(huán)氧樹脂內(nèi)部芯及玻璃纖維/環(huán)氧樹脂外部芯同心復合 結(jié)構(gòu)。
雖然上述復合芯采用了碳纖維/環(huán)氧樹脂內(nèi)部芯及玻璃纖維/環(huán)氧樹脂外 部芯同心復合結(jié)構(gòu)，但由于復合芯采用擠拉成型工藝，碳纖維內(nèi)部芯外圍的 外部芯玻璃纖維仍然為縱向平行直排，縱向直排纖維對內(nèi)部碳纖維/樹脂芯抱 合力有限，基本沒有抱緊抗開裂作用，斷裂韌性低，因此該結(jié)構(gòu)的復合芯基 本沒有解決熱固性樹脂基復合芯的質(zhì)脆、內(nèi)應力大，韌性差，耐疲勞性和耐 沖擊性差，斷裂韌性低，可彎曲量小等內(nèi)在缺陷，而用作導線加強芯，高的 抗拉強度應為首先考慮的要素。另外，采用上述復合芯的導線容易變形，因 而易產(chǎn)生電暈、電干擾等問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種復合芯及復合芯導線，使復合芯具有良好的韌性、橫向不易折斷，使復合芯導線具有良好的韌性和強度、橫向不易折斷、熱膨 脹系數(shù)小和弧垂小。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種復合芯，該復合芯包括碳纖維 內(nèi)層和絕緣纖維外層，所述絕緣纖維外層呈螺紋狀包覆在所述碳纖維內(nèi)層上。
其中，上述碳纖維內(nèi)層為三維織物拉擠纏繞成型；上述絕緣纖維外層中 的絕緣纖維為玄武巖纖維、玻璃纖維和碳化硅纖維中的一種或任意組合。
上述絕緣纖維外層的直徑為1-3毫米，上述碳纖維內(nèi)層的直徑為4-15毫米。
上述復合芯的密度為l-3g/cm3,優(yōu)選密度為1.7-1.9g/cm3。 上述復合芯，由于采用碳纖維三維織物擠拉成型，且外層纏繞包覆呈螺
紋狀的絕緣纖維，從而大大提高了復合芯橫向的強度和韌性，使其具有很好
的抗彎曲能力。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種復合芯導線，該復合芯導線包 括上述復合芯和導電介質(zhì)，上述導電介質(zhì)嵌在呈螺紋狀的絕緣纖維的紋縫中。
上述導電介質(zhì)包括鋁、銅、銀、金和鉑；上述復合芯導線的拉斷力為 120-180KN。
上述復合芯導線，由于采用碳纖維增強樹脂基復合材料作為承載力的導 線芯，具有拉伸強度大、韌性好、熱膨脹系數(shù)小和弧垂低等特點；同時，由 于復合芯和導電介質(zhì)可以緊密結(jié)合，因而可以避免由導線變形引起的電暈和 電干擾等問題。
圖1為本實用新型復合芯的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型復合芯的截面示意圖； 圖3為本實用新型復合芯導線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型復合芯導線的截面示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。 如圖1所示，為本實用新型復合芯的結(jié)構(gòu)示意圖，該復合芯包括碳纖維
內(nèi)層1和絕緣纖維外層2,上述絕緣纖維外層2呈螺紋狀包覆在上述碳纖維內(nèi) 層1上。
其中，上述碳纖維內(nèi)層為三維織物拉擠纏繞成型，由于碳纖維材料具有 高拉伸強度、良好的韌性，所以該復合芯強度高，韌性好，橫向不易折斷； 另外，上述絕緣纖維可以為玄武巖纖維、玻璃纖維和碳化硅纖維中的一種或 任意組合；如圖2所示，為本實用新型復合芯的截面示意圖，從圖2中可以 看出碳纖維內(nèi)層1和絕緣纖維外層2的位置關系及絕緣纖維外層2呈螺紋狀， 其中，絕緣纖維外層2的直徑為1-3毫米，碳纖維內(nèi)層1的直徑為4-15毫米； 該復合芯的密度為l-3g/cm3,優(yōu)選密度為1.7-1.9g/cm3。
上述復合芯，由于采用碳纖維三維織物擠拉成型，且外層纏繞包覆呈螺 紋狀的絕緣纖維，大大提高了復合芯橫向的強度和韌性，使其具有很好的抗 彎曲能力。
如圖3所示，為本實用新型復合芯導線的結(jié)構(gòu)示意圖，該復合芯導線包 括碳纖維內(nèi)層1、絕緣纖維外層2和導電介質(zhì)3，上述導電介質(zhì)3嵌在呈螺紋 狀的絕緣纖維的紋縫中。
其中，上述碳纖維內(nèi)層為三維織物拉擠纏繞成型，由于碳纖維材料具有 高拉伸強度、良好的韌性，所以該復合芯強度高，韌性好，橫向不易折斷； 另外，上述絕緣纖維可以為玄武巖纖維、玻璃纖維和碳化硅纖維中的一種或 任意組合；其中，上述絕緣纖維外層的直徑為1-3毫米，碳纖維內(nèi)層的直徑 為4-15毫米；該復合芯的密度為l-3g/cm3,優(yōu)選密度為1. 7-1. 9g/cm3。
如圖4所示，為本實用新型復合芯導線的截面示意圖，從圖4中可以看 出碳纖維內(nèi)層l、絕緣纖維外層2和導電介質(zhì)3之間的位置關系，且上述絕緣纖維外層2呈螺紋狀，導電介質(zhì)3正好嵌在呈螺紋狀的絕緣纖維的紋縫中。 上述導電介質(zhì)可以是鋁、銅、銀、金、鉑或其他合金；由于該復合芯導線包 含上述結(jié)構(gòu)的復合芯，因而具有高強度和較好的韌性，橫向不易拉斷，其能 承受的拉斷力為120-180KN。
上述復合芯導線，由于采用碳纖維增強樹脂基復合材料作為承載力的導 線芯，具有拉伸強度大、韌性好、熱膨脹系數(shù)小和弧垂低等特點；同時，由 于導電介質(zhì)嵌在呈螺紋狀的絕緣纖維的紋縫中，因而二者接觸緊密，從而可 以避免由導線變形引起的電暈和電干擾等問題。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非 限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技 術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而 不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1、一種復合芯，其特征在于包括碳纖維內(nèi)層和絕緣纖維外層，所述絕緣纖維外層呈螺紋狀包覆在所述碳纖維內(nèi)層上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合芯，其特征在于所述碳纖維內(nèi)層為三維織 物拉擠纏繞成型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復合芯，其特征在于所述絕緣纖維外層中 的絕緣纖維為玄武巖纖維、玻璃纖維和碳化硅纖維中的一種或任意組合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復合芯，其特征在于所述絕緣纖維外層的直徑 為1-3毫米，所述多灰纖維內(nèi)層的直徑為4-15毫米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復合芯，其特征在于所述復合芯的密度為 l-3g/cm3。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的復合芯，其特征在于所述復合芯的密度為 1. 7-1. 9g/cm30
7、 一種包含權(quán)利要求1-6任一所述的復合芯的復合芯導線，其特征在于 還包括導電介質(zhì)，所述導電介質(zhì)嵌在呈螺紋狀的絕緣纖維的紋縫中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復合芯導線，其特征在于所述導電介質(zhì)包括 鋁、銅、4艮、金和鈾。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的復合芯導線，其特征在于所述復合芯導線 的拉斷力為120-180KN。
專利摘要本實用新型涉及一種復合芯及復合芯導線，其中上述復合芯包括碳纖維內(nèi)層和絕緣纖維外層，所述絕緣纖維外層呈螺紋狀包覆在所述碳纖維內(nèi)層上。上述復合芯導線包括上述復合芯和導電介質(zhì)，上述導電介質(zhì)嵌在呈螺紋狀的絕緣纖維的紋縫中。上述復合芯，由于采用碳纖維三維織物擠拉成型，且外層纏繞包覆呈螺紋狀的絕緣纖維，從而大大提高了復合芯橫向的強度和韌性，使其具有很好的抗彎曲能力。上述復合芯導線，由于采用碳纖維增強樹脂基復合材料作為承載力的導線芯，具有拉伸強度大、韌性好、熱膨脹系數(shù)小和弧垂低等特點；同時，由于復合芯和導電介質(zhì)接觸緊密，因而可以避免由導線變形引起的電暈和電干擾等問題。
文檔編號H01B1/00GK201348902SQ20082012379
公開日2009年11月18日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者何州文, 卓 張, 麗 徐, 震 李, 王秋玲 申請人:中國電力科學研究院