本发明涉及材料，具体涉及一种导电陶瓷碳纤维辊、制备方法及应用。
背景技术：
1、目前生产线常用的辊轴一般主体部分采用金属制成，导静电效果好，但是成本较高，辊轴质量较大，运转需要的转动能也大，不利于急转急停，长时间使用易腐蚀、长时间横置也容易 造成辊轴主体发生弯曲变形，影响辊体的精度。
2、碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优异性能。碳纤维管材可用于纺织机械、铝箔机械、塑料薄膜机械、造纸机械、印刷/印染机械，解决金属制成的辊轴成本高、长时间使用易腐蚀、也容易造成辊轴主体发生弯曲变形而影响到辊体精度的问题。
3、因此，利用碳纤维作为辊轴时，会对碳纤维进行改性，在碳纤维原丝中添加树脂材料。并在碳纤维材料表面涂覆陶瓷涂层，例如cn101016614a公开的一种在环氧树脂碳纤维复合材料制品表面喷涂陶瓷的工艺，其包括步骤：a、对环氧树脂基碳纤维复合材料制品表面进行粗化处理；b、在粗化表面喷涂金属底层；c、在金属底层表面喷涂陶瓷粉末形成陶瓷涂层。但是这会带来新的问题，碳纤维原丝自身具有不错的导电性能，不过导电能力较金属要弱，而树脂材料自身并不导电。树脂材料充分浸润碳纤维原丝后，如果能够均匀的将后者包裹住，制成的碳纤维辊的导电性能会大幅下降，甚至完全丧失。而在表面涂布陶瓷涂层后，大部分陶瓷涂层都不导电，在用于需要防静电的场所，例如锂电行业薄膜制造和芯片制造行业等，无法满足要求。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了解决上述碳纤维材料在用于需要防静电的场所所存在的抗静电能力不足的缺陷，提供一种导电陶瓷碳纤维辊、制备方法及应用，尤其是在锂电薄膜制造和芯片制造等行业，具有明显优势。
2、本发明的第一方面，提供一种导电陶瓷碳纤维辊，采用如下的技术方案：
3、一种导电陶瓷碳纤维辊，包括碳纤维预浸料辊芯、形成于所述碳纤维预浸料辊芯外表面的陶瓷层，所述陶瓷层采用亚氧化钛形成的涂层，亚氧化钛的通式为：tino2n-1(4≤n≤10)。
4、上述方案中，在碳纤维预浸料形成的辊芯表面涂一层亚氧化钛所形成的导电陶瓷层，赋予碳纤维辊抗静电性能，经过检测，喷涂导电陶瓷后辊面电阻率可以达到30ω·cm及以下。
5、正如背景技术提到的cn101016614a中所记载的，为了解决环氧树脂基碳纤维复合材料的易变形问题，扩大其使用范围，在表面喷涂陶瓷层，借助陶瓷的耐高温、耐磨、隔热等特点，对环氧树脂基碳纤维复合材料及其制品起到保护作用。在该专利申请技术中，并未考虑材料的抗静电性能。而陶瓷大多是不导电的，无法赋予制品导电性能。
6、当然，在现有技术中，也存在一部分经过导电陶瓷，例如金属陶瓷，发明人研发初期，在这些导电的金属陶瓷，包括碳化物基金属陶瓷、氧化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷中选择了一些常用的种类，但是经过实验，发现一部分陶瓷导电性能无法达到预期的效果，用于对防静电性能要求高的锂电、芯片等行业，无法满足要求。一部分陶瓷，例如wc-12co金属陶瓷，虽然导电性能可以达到要求，但是发现稳定性差，尤其是在使用一段时间后，电阻率的起伏明显。
7、于是，发明人扩展导电陶瓷的范围，发现采用亚氧化钛陶瓷（tino2n-1(4≤n≤10)），用在碳纤维预浸料辊芯表面，可以赋予碳纤维辊优异的导电性能，而且性能稳定。
8、作为优选，在所述碳纤维预浸料辊芯与所述陶瓷层之间还形成有采用金属粉末形成的金属过渡层。在碳纤维预浸料表面直接喷涂陶瓷粉末形成陶瓷层，由于碳纤维材料跟陶瓷材料的热障性能存在差异，导致在温度变化时产生热应力，影响界面结合强度，进而导致涂层开裂或脱落：碳纤维与陶瓷之间可能形成不良的界面结合，影响表面陶瓷涂层的整体性能。在两者之间增加一层金属过渡层，有利于一定程度上克服上述问题。
9、作为优选，在所述碳纤维预浸料辊芯与所述金属过渡层之间，还形成有砂层。通过设置砂层，增大碳纤维预浸料辊芯表面的比表面积，有利于后续涂层的稳定形成。
10、作为优选，所述砂层为采用30至50目的白刚玉喷涂而形成。
11、作为优选，所述金属过渡层采用的金属粉末中掺杂有无机颗粒和有机树脂。在碳纤维预浸料辊芯与所述陶瓷层之间增加由纯金属粉末形成的金属过渡层后，虽然可以一定程度上解决界面结合的问题，但是在形成陶瓷层的时候，同一批的不同辊之间、不同批次的辊之间，导电性能差异比较大，批次间的稳定性差。发明人推测这可能是表面的陶瓷层在喷涂形成过程中导致的陶瓷粉末分布不均匀所致。曾尝试对喷涂工艺参数进行调整，但是结果并未得到明显改善。于是，考虑，是否是因为底层金属过渡层所带来的影响，再进行一系列试验后确定，金属过渡层的增加，导致了同一批的不同辊之间、不同批次的辊之间，导电性能差异大。实验过程中发现，在金属粉末中同时掺杂少量的无机颗粒和有机树脂，有利于大大改善导电性能差异大的问题。
12、作为优选，所述无机颗粒的粒径为50nm至150nm。
13、作为优选，所述金属过渡层中，金属粉末、无机颗粒和有机树脂的重量配比为1:（0.1-0.15）:（0.1-0.2）。
14、作为优选，所述无机颗粒采用二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、碳酸钙等中的任一种或几种混合。
15、作为优选，所述有机树脂采用环氧树脂。
16、本发明的第二方面，提供上述导电陶瓷碳纤维辊的制备方法，包括如下步骤：
17、（1） 提供碳纤维预浸料制成的辊芯；
18、（2） 对辊芯表面进行清洁，喷砂形成砂层；
19、（3） 在形成有砂层的辊面喷涂金属粉末形成金属粉末层；
20、（4） 在形成有金属粉末层的辊面喷涂陶瓷粉末，形成陶瓷层。
21、作为优选，步骤（4）中，陶瓷层采用等离子喷涂设备进行喷涂，喷涂条件：喷涂电流500-555a，主气流量25-32l/min,次气流量3-5.5l/min,送分量30-50g/min 。
22、本发明的第三方面，提供上述导电陶瓷碳纤维辊的应用，用于锂电薄膜制造或芯片制造。
23、通过实施上述技术方案，相比于现有技术，本发明具有如下的优势：
24、1.本发明在碳纤维预浸料辊芯表面形成由亚氧化钛组成的陶瓷层，赋予辊面优异的导电性能。
25、2.通过在陶瓷层形成之前，在辊芯表面形成砂层、金属粉末层，提高了陶瓷层的附着力，使得陶瓷层的形成更加稳定。
26、3. 通过对金属粉末层的组成进行针对性改进，提供了导电陶瓷碳纤维辊导电性能的稳定性。
1.一种导电陶瓷碳纤维辊，包括碳纤维预浸料辊芯、形成于所述碳纤维预浸料辊芯外表面的陶瓷层，其特征在于，所述陶瓷层采用亚氧化钛形成的涂层，亚氧化钛的通式为：tino2n-1(4≤n≤10)。
2.根据权利要求1所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，在所述碳纤维预浸料辊芯与所述陶瓷层之间还形成有采用金属粉末形成的金属过渡层。
3.根据权利要求2所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，在所述碳纤维预浸料辊芯与所述金属过渡层之间，还形成有砂层。
4.根据权利要求3所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，所述砂层为采用30至50目的白刚玉喷涂而形成。
5.根据权利要求1或2所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，所述金属过渡层采用的金属粉末中掺杂有无机颗粒和有机树脂。
6.根据权利要求5所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，所述无机颗粒的粒径为50nm至150nm。
7.根据权利要求5所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，所述金属过渡层中，金属粉末、无机颗粒和有机树脂的重量配比为1:（0.1-0.15）:（0.1-0.2）。
8.根据权利要求5所述的一种导电陶瓷碳纤维辊，其特征在于，所述无机颗粒采用二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、碳酸钙中的任一种或几种混合，所述有机树脂采用环氧树脂。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种导电陶瓷碳纤维辊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.如权利要求1-8任一项所述的一种导电陶瓷碳纤维辊的应用，其特征在于，用于锂电薄膜制造或芯片制造。
