本發(fā)明涉及燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及燃?xì)鉄崴鲙┍Ｗo(hù)膜的換熱器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有燃?xì)鉄崴鲹Q熱器換熱管多采用無氧銅材質(zhì)，銅是導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬材質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)有377W/m·K，但交叉流換熱器中的蛇形銅盤管沿水流方向有較大的溫度差，這樣的溫度梯度不利于換熱，會降低換熱器的換熱性能，且熱水器在水質(zhì)較差情況下使用，銅管會被腐蝕導(dǎo)致漏水。雖然開發(fā)的不銹鋼材質(zhì)換熱器盡管能較好解決換熱器被腐蝕漏水問題，但不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)熱性能較差，304的導(dǎo)熱系數(shù)僅有16.2W/m·K，且相同換熱能力的不銹鋼換熱器比銅換熱器質(zhì)量要大很多，導(dǎo)致其在燃?xì)鉄崴黝I(lǐng)域使用受到一定的制約。傳統(tǒng)的防腐蝕處理方法如電化學(xué)保護(hù)因安全性等原因并不適用于燃?xì)鉄崴鲹Q熱器，而一般的鈍化處理方法是在銅管表面生成鈍化膜以此保護(hù)銅管不被腐蝕，但該鈍化膜并不能很好地長期在水流沖擊下工作，其對銅管的保護(hù)作用有限，仍不能避免熱水器使用過程中銅管的腐蝕漏水。

也有采用石墨烯保護(hù)膜的，一種高散熱性能的換熱器(CN201620721991.7)公開(公告)號為CN205897906U、申請日為2016.07.08的實(shí)用新型專利申請，它包括翅片和穿插在所述翅片中的換熱管；所述換熱管包括換熱管本體，所述換熱管本體的內(nèi)表面和外表面分別設(shè)有石墨烯導(dǎo)熱涂層；設(shè)于所述換熱管本體內(nèi)表面的石墨烯導(dǎo)熱涂層的外表面還設(shè)有氮化硅涂層。但其制備復(fù)雜，附著力不夠，從而影響壽命及使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種工藝簡單方便、防腐效果好、耐高溫，導(dǎo)熱性能良好、同時也具有超疏水性質(zhì)的帶石墨烯保護(hù)膜的燃?xì)鉄崴鲹Q熱器的制備方法。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明專利采用如下技術(shù)方案：

一種換熱高效防腐蝕的帶石墨烯保護(hù)膜的換熱器制備方法，其特征在于，其具體工藝步驟如下：

(1)首先對銅管進(jìn)行清洗并烘干，可以采用酒精、丙酮溶液清洗銅管內(nèi)壁的油污；

(2)然后在銅管表面上生長石墨烯：將生長溫度設(shè)定為800-1200℃，在反應(yīng)室內(nèi)通入保護(hù)氣，并快速升溫到石墨烯生長溫度，隨后通入甲烷氣體并保持8-15分鐘，石墨烯生長的時間即為通入甲烷的時間，之后快速降溫并關(guān)閉所有氣體；

(3)在石墨烯制備過程中保證反應(yīng)室的壓力控制在8-15mbar；至此就在銅管表面制備好了良好的石墨烯保護(hù)膜，包裹住銅以防腐蝕。

作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述銅管進(jìn)行清洗的步驟(1)中，是采用將其放置于丙酮中煮沸5-15分鐘，再放入乙醇中煮沸8-18分鐘后用去離子水清洗，再放入冰醋酸中浸泡5-20分鐘后用去離子水清洗，清洗的最后步驟是用氮?dú)獯蹈?，這樣做是為了去除銅管上可能附著的有機(jī)物和氧化銅相關(guān)雜質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利提供的一種燃?xì)鉄崴鲹Q熱器制備方法具有以下有益效果：

采用全新的石墨烯膜的換熱器，石墨烯是二維碳納米材料，對水、離子有很好的穩(wěn)定性，其特殊的片層狀結(jié)構(gòu)能起到物理屏障作用阻礙腐蝕的發(fā)生，同時也具有超疏水性質(zhì)。因此本發(fā)明針對熱水器換熱器銅管的換熱及防腐蝕問題采用石墨烯膜，保證燃?xì)鉄崴鲹Q熱器高效換熱并延長其使用壽命。

石墨烯保護(hù)膜其優(yōu)良的導(dǎo)熱性能保證交叉流換熱器中不同平面管道溫度的一致性，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。

石墨烯保護(hù)膜的超疏水性質(zhì)可以確保不在換熱管內(nèi)形成水膜阻擋熱傳遞，有石墨烯保護(hù)膜的換熱器其傳熱率比之原來的換熱器要提高4倍之多。

石墨烯保護(hù)膜其優(yōu)良的力學(xué)性能、附著性能、耐高溫以及耐腐蝕性能更能有效防止熱水器中銅管腐蝕漏水，延長使用壽命；

本發(fā)明可采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)獲得的石墨烯保護(hù)膜，由于銅材質(zhì)的自限性，在銅表面形成一層石墨烯后失去了催化分解作用，銅作為催化劑很容易制備出單層石墨烯。制備簡單方便，保護(hù)膜附著力強(qiáng)，使用壽命長。其本發(fā)明方法價格適中，可大批量生產(chǎn)，成膜質(zhì)量較高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝方框示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明專利作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明的換熱高效防腐蝕的帶石墨烯保護(hù)膜的換熱器制備方法具體制備方法如下：

首先對銅管進(jìn)行清洗：將其放置于丙酮中煮沸10分鐘，再放入乙醇中煮沸10分鐘后用去離子水清洗，再放入冰醋酸中浸泡10分鐘后用去離子水清洗，清洗的最后步驟是用氮?dú)獯蹈?，這樣做是為了去除銅管上可能附著的有機(jī)物和氧化銅等雜質(zhì)。

接下來就在銅管表面上生長石墨烯，將生長溫度設(shè)定為1000℃，在反應(yīng)室內(nèi)通入保護(hù)氣，并快速升溫到石墨烯生長溫度，隨后通入甲烷氣體并保持10分鐘，石墨烯生長的時間即為通入甲烷的時間，之后快速降溫并關(guān)閉所有氣體。

然后在石墨烯制備過程中保證反應(yīng)室的壓力控制在10mbar。至此就在銅管表面制備好了良好的石墨烯保護(hù)膜，包裹住銅以防腐蝕。

因當(dāng)指出，上述工藝步驟中，銅管進(jìn)行清洗也可以采用其它的方法來實(shí)現(xiàn)，而相對于上述參數(shù)，是經(jīng)實(shí)驗(yàn)得來的最優(yōu)效果參數(shù)，而其參數(shù)中，生長溫度可以設(shè)定為800-1200℃，通入甲烷氣體保持時間可以為8-15分鐘，反應(yīng)室的壓力控制可以在8-15mbar；而對于銅管進(jìn)行清洗的步驟中，放置于丙酮中煮沸時間可以為5-15分鐘，放入乙醇中煮沸時間可以為8-18分鐘，放入冰醋酸中浸泡時間5-20分鐘。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。