本發(fā)明涉及電機(jī)電刷的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，全國(guó)每年產(chǎn)稻谷約20.2億噸。稻殼是稻谷生產(chǎn)加工成大米的主要副產(chǎn)品之一，也是一種農(nóng)作物廢棄物，約占稻谷重量的20％。如何實(shí)現(xiàn)稻殼的綜合利用，高發(fā)出高附加值的產(chǎn)品，是國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。而稻殼基陶瓷顆粒的制備正是實(shí)現(xiàn)稻殼資源化利用的有效途徑之一。
稻殼基陶瓷富含二氧化硅和無定型碳組分，具有可觀的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，可用于開發(fā)電機(jī)電刷和高速列車受電弓滑板材料。其中電刷是直流電機(jī)中的核心元件之一，它與換向器直接接觸并相對(duì)滑動(dòng)，傳輸電能、推動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。電刷在工作過程中承受滑動(dòng)磨損和電弧侵蝕的雙重作用，同時(shí)受到環(huán)境氣氛中各種腐蝕性介質(zhì)的影響，并且摩擦和電流造成的溫升會(huì)加劇磨損和腐蝕作用。因此，電刷在要求良好的接觸導(dǎo)電性的同時(shí)，還需要具有良好的耐磨損，抗電弧和抗熔焊等性能。傳統(tǒng)的電機(jī)電刷之一(碳刷)是石墨加上額外的固體潤(rùn)滑劑、膠黏劑，銅粉和添加劑等壓制燒結(jié)成型。由于材料的耐磨性較差，從而引起電機(jī)的維修周期縮短，加大使用成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有電機(jī)電刷存在的耐磨性差、使用壽命短等問題，本發(fā)明提供了一種利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，制備的電機(jī)電刷具有優(yōu)良的耐磨性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、自潤(rùn)滑和耐腐性，同時(shí)，資源化利用稻殼進(jìn)行制備稻殼基陶瓷顆粒，工藝安全環(huán)保。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，制備原料包括如下重量份的組分：
其中，稻殼基陶瓷顆粒是由稻殼粉與酚醛樹脂按1～5：1混勻后高溫碳化獲得。
優(yōu)選的，稻殼粉的粒度為10～100目，酚醛樹脂采用熱固性樹脂。潤(rùn)滑劑為納米級(jí)的二硫化鉬或石墨。膠黏劑為熱固性酚醛樹脂或硅烷偶聯(lián)劑。
利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，主要有兩種具體的制備方法，一種不采用溶劑分散潤(rùn)滑劑和膠黏劑，具體步驟為：
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒；
②、將潤(rùn)滑劑和膠黏劑攪拌均勻；再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻后，與稻殼基陶瓷顆?；旌?，攪拌均勻，待用；
③、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
另一種利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，采用溶劑進(jìn)行分散潤(rùn)滑劑和膠黏劑，溶劑優(yōu)選采用乙醇，具體步驟為：
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒；
②、向潤(rùn)滑劑中加入一定量溶劑，超聲分散均勻，再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻，待用；
③、向膠黏劑中加入一定量溶劑，超聲分散均勻，待用；
④、將步驟②和③所得體系混合，攪拌均勻后，加入稻殼基陶瓷顆粒，攪拌均勻，待用；
⑤、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
本發(fā)明從稻殼的綜合利用出發(fā)，以稻殼(粉)和酚醛樹脂高溫碳化產(chǎn)物——稻殼基陶瓷顆粒作為電刷的主體材料，配以一定量的固體潤(rùn)滑劑、膠黏劑以及銅粉等原料，混合，攪勻，壓制成型和焙燒制成電機(jī)電刷復(fù)合材料。它適用于配備電刷部件的各類電機(jī)，且制備過程簡(jiǎn)單易行，安全環(huán)保，制備的電機(jī)電刷具有電阻率低，換向性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，耐磨耐腐性能優(yōu)，使用壽命長(zhǎng)，自潤(rùn)滑性能好等優(yōu)點(diǎn)，綜合性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電刷。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。但是，實(shí)施例內(nèi)容僅是對(duì)本發(fā)明所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，步驟如下：
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒。
②、將石墨和硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻；再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻后，與稻殼基陶瓷顆?；旌希瑪嚢杈鶆?，待用。
③、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
實(shí)施例2
利用稻殼制備電機(jī)電刷的方法，步驟如下：
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒。
②、將二硫化鉬和硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻；再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻后，與稻殼基陶瓷顆?；旌?，攪拌均勻，待用。
③、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
實(shí)施例3
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒。
②、向二硫化鉬中加入乙醇，超聲分散均勻，再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻，待用。
③、向硅烷偶聯(lián)劑中加入乙醇，超聲分散均勻，待用。
④、將步驟②和③所得體系混合，攪拌均勻后，加入稻殼基陶瓷顆粒，攪拌均勻，待用。
⑤、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
實(shí)施例4
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒。
②、向石墨中加入乙醇，超聲分散均勻，再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻，待用。
③、向酚醛樹脂中加入乙醇，超聲分散均勻，待用。
④、將步驟②和③所得體系混合，攪拌均勻后，加入稻殼基陶瓷顆粒，攪拌均勻，待用。
⑤、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
實(shí)施例5
①、將稻殼粉和酚醛樹脂共混，攪拌均勻，移入石英舟中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，900℃下碳化2h，獲得稻殼基陶瓷顆粒。
②、向二硫化鉬中加入乙醇，超聲分散均勻，再加入銅粉，繼續(xù)攪拌均勻，待用。
③、向酚醛樹脂中加入乙醇，超聲分散均勻，待用。
④、將步驟②和③所得體系混合，攪拌均勻后，加入稻殼基陶瓷顆粒，攪拌均勻，待用。
⑤、將混合均勻的粉體倒入冷壓磨具中，30Mpa壓力下壓制成型，然后移入管式爐中，氮?dú)夥諊?00℃煅燒2h，獲得電機(jī)電刷。
上述實(shí)施例1-5中各原料的配比依表1執(zhí)行。
表1各個(gè)實(shí)施例所使用的原料配比(重量份)
將上述實(shí)施例1-5制備的電機(jī)電刷進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并與市售碳刷性能進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如表2所示。通過表2可以看出本發(fā)明制備的電刷在硬度、電阻率、耐磨、自潤(rùn)滑性能(摩擦系數(shù))等方面明顯優(yōu)于市售傳統(tǒng)的碳刷。
表2各個(gè)實(shí)施例制備的電刷與市售碳刷的檢測(cè)參數(shù)