هل الجرافين بسبار أسود التكنولوجيا أم الضجيج؟ فهم المواد الجديدة سهلة الانصهار المصنوعة من الكربون والألومنيوم

في المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي/المنخفض، وتخزين الطاقة والأنظمة الكهروضوئية، تعد قضبان التوصيل مكونات أساسية لجمع الطاقة وتوزيعها. حاليًا تهيمن قضبان التوصيل النحاسية النقية وقضبان الألمنيوم العادية على السوق. توفر قضبان التوصيل النحاسية أداءً كهربائيًا ممتازًا ولكن بتكلفة عالية ووزن ثقيل. تتميز قضبان التوصيل العادية المصنوعة من الألومنيوم بخفة الوزن والتكلفة المنخفضة، ولكنها تعاني من الأكسدة وزحف المفاصل ومخاطر السخونة الزائدة المحتملة في الخدمة طويلة المدى.

يُعرف الجرافين بأنه أحد أفضل المواد الموصلة للحرارة، مع موصلية حرارية نظرية تصل إلى 5300 واط/(م·ك). ومع ذلك، لفترة طويلة كان من الصعب تحقيق ترابط معدني مستقر بين الجرافين والألمنيوم المنصهر. من شأن مرحلة Al₄C₃ الهشة أن تشكل بسهولة وتؤدي إلى تدهور الأداء المركب. تستخدم العديد من المنتجات التجارية الجرافين فقط عن طريق رش السطح بدلاً من تعديل المصفوفة.

لقد تغلبت شركة Hefei Jingxi Electric على تحدي قابلية البلل بين الجرافين والألمنيوم المنصهر. من خلال اعتماد تقنية تعدين الكربون والألمنيوم سهلة الانصهار، يتم ذوبان الجرافين عالي النقاء بشكل موحد في مصفوفة ألومنيوم عالية النقاء 1060، بدلاً من طلاء السطح البسيط. يتميز الألومنيوم 1060 بمحتوى ألومنيوم ≥99.6%، وليونة جيدة ومقاومة للتآكل، مما يجعله ركيزة مثالية لقضيب التوصيل.

بعد التعديل سهل الانصهار بين الألومنيوم والكربون، تحتفظ الركيزة بمزايا الألومنيوم المتمثلة في الوزن الخفيف وسهولة التصنيع، في حين يتم تحسين التوصيل الحراري والقوة الميكانيكية وأداء مقاومة الأكسدة بشكل كبير. متابعة عمليات الطلاء الكهربائي الكاملة بما في ذلك غمر الزنك وطلاء النحاس وطلاء القصدير لحل مخاطر الأكسدة الطبيعية للألمنيوم والتآكل الجلفاني.