一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115921892A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211592537.2B33Y10/00(2015.01)(22)申请日2022.12.13B33Y70/10(2020.01)(71)申请人暨南大学地址510000广东省广州市黄埔大道西601号(72)发明人张强张志伟李庆阳胡云龙谭华(74)专利代理机构广州中研专利代理有限公司44692专利代理师黄秋云(51)Int.Cl.B22F10/28(2021.01)C23C18/40(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F1/18(2022.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法，包括：S1、对石墨烯片层进行表面金属化处理；S2、将得到表面均匀覆铜的石墨烯片层与铝合金粉末进行湿法低能球磨；S3、过滤、晾干、烘干后进行短时低能干磨，筛粉，得到覆铜石墨烯/铝合金复合粉末；S4、采用增材制造工艺直接成型高致密的覆铜石墨烯/铝合金复合材料。本发明通过先采用化学法对石墨烯片层进行表面金属化处理，接着采用湿法低能球磨工艺得到复合粉末，最后通过增材制造技术制备得到石墨烯分布均匀、界面结合良好，且具有优异的热学以及力学性能的覆铜石墨烯/铝合金复合材料；该复合材料在航空、航天领域轻量化、高性能先进结构有着良好的应用前景。CN115921892ACN115921892A权利要求书1/1页1.一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对石墨烯片层进行表面金属化处理，得到表面均匀覆铜的石墨烯片层；S2、将得到表面均匀覆铜的石墨烯片层与铝合金粉末进行湿法低能球磨，得到覆铜石墨烯/铝合金粉末；S3、将覆铜石墨烯/铝合金粉末过滤、晾干、烘干后进行短时低能干磨，筛粉，得到覆铜石墨烯/铝合金复合粉末；S4、采用增材制造工艺直接成型高致密的覆铜石墨烯/铝合金复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：S2‑1、将表面均匀覆铜的石墨烯片层溶入无水乙醇中，并进行超声分散得到覆铜石墨烯溶液；S2‑2、将得到覆铜石墨烯溶液装入球磨罐中，按质量比例加入铝合金粉末及磨球，进行湿法低能球磨，过滤、烘干，得到覆铜石墨烯/铝合金粉末。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2‑1中，所述表面均匀覆铜的石墨烯片层与无水乙醇的比例为1g石墨烯溶入50ml无水乙醇中，超声分散时间为25～35min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2‑2中，所述湿法低能球磨的球料质量比为2：1～4：1，所述球磨罐的转速为200～300r/min，采用正转1～5min和反转1～5min交替，中间停止1～2min的方式，球磨时间为1～10h。5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2‑2中，所述铝合金粉末的粒径为15‑45μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述对石墨烯片层进行表面金属化处理是通过化学法来处理；所述化学法处理的镀液是由以下方法制得的：将12～16g酒石酸钾钠，7～11g氢氧化钠，3.8～4.6g碳酸钠分别溶解，混合配制成溶液A；再将12～16g硫酸铜溶解，配制成溶液B；将B溶液加入A溶液中，混合均匀，即得镀液。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述表面均匀覆铜的石墨烯片层中石墨烯与覆铜石墨烯质量比为1:1.5～1:10。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述短时低能干磨时的球料质量比为3：1，球磨罐的转速为50～150r/min，采用正转1～3min和反转1～3min交替，中间停止1～2min的方式，球磨时间为10min～60min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述覆铜石墨烯/铝合金复合粉末中的覆铜石墨烯片层的质量分数为0.1～5wt.％。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述增材制造工艺中选区激光熔化成形时的激光功率为100～350w，扫描速度为100～1600mm/s，扫描间距为80～200μm。2CN115921892A说明书1/4页一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种增材制造覆铜石墨烯/铝合金复合材料的制备方法。背景技术[0002]铝合金具有轻质、比强度比刚度高、导热性能好等优点，可以很好地满足多种产品结构轻量化和散热需求，广泛应用于航天、航空、汽车、电子及通讯等领域。在航空