一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113718125A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202110917018.8(22)申请日2021.08.11(71)申请人武汉材料保护研究所有限公司地址430030湖北省武汉市硚口区宝丰二路126号(72)发明人段海涛李银华凃杰松李健李辛庚樊志斌贾丹詹胜鹏杨田丁运虎马利欣(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人杨宏伟(51)Int.Cl.C22C1/10(2006.01)C22C21/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法，首先利用化学镀的方法在石墨烯表面化学镀铝，得到镀铝石墨烯粉；然后将铝块在坩埚炉中熔化成铝液，之后将模具加热至低于铝熔点温度；在模具中交替倒入铝液和镀铝石墨烯粉进行分层浇铸，得到由铝液凝固层和镀铝石墨烯粉层组成的三明治夹芯结构；将三明治夹芯结构挤压成长方体试块后加热至500‑600℃，保温一定时间后进行锻造处理；冷至室温后，进行纵向冷变形；最后在惰性气体保护下进行退火处理，即得高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料。本发明有效克服了石墨烯与铝基材料润湿性差的问题，将石墨烯均匀分散在铝基材料中，在保持铝基体高导电性的前提下、有效提升铝基材料的强度。CN113718125ACN113718125A权利要求书1/1页1.一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、原材料准备，将石墨烯、铝粉和铝块在烘干箱中烘干，去除水分；步骤2、利用化学镀的方法在石墨烯表面化学镀铝，得到镀铝石墨烯粉；步骤3、将铝块在坩埚炉中熔化成铝液，并通入惰性气体进行保护；步骤4、加热成型装置至低于铝熔点温度；步骤5、在成型装置的模具中倒入步骤3中得到的铝液，形成铝液凝固层，之后铺上一层步骤2得到的镀铝石墨烯粉，再倒入铝液形成铝液凝固层，再铺上一层步骤2得到的镀铝石墨烯粉，重复操作多次，直至成型模具填满，最后一层为铝液凝固层，形成由铝液凝固层和镀铝石墨烯粉层组成的三明治夹芯结构；步骤6、利用压机将步骤5得到的三明治夹芯结构挤压成长方体试块；步骤7、将所得长方体试块在加热炉中加热至500‑600℃，并保温一定时间，进行锻造处理；步骤8、冷至室温后，对锻造后的长方体试块进行纵向冷变形；步骤9、对变形后的长方体试块在惰性气体保护下进行退火处理，即得高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料。2.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，所述石墨烯经过粗化、敏化和活化后，室温下，在铝溶液中进行化学镀铝。3.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，坩埚炉加热温度为700‑800℃。4.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中和步骤9，惰性气体为氩气或氦气。5.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，成型装置的加热温度为250‑350℃。6.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，三明治夹芯结构中石墨烯层应大于或等于2层，每层含量依据设计总含量平均分配，但浇铸过程中每层石墨烯层厚度应小于10μm，铝液凝固层的厚度小于3mm。7.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤7中，保温时间为25‑35min，锻造处理的锻造方向为纵横交错。8.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤8中，所述长方体试块的纵向冷变形的变形量为40‑60％。9.根据权利要求1所述石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤8中，所述步骤9中，所述退火处理的温度为200‑300℃，在炉时间为30‑60min。10.一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料，其特征在于：采用权利要求1‑9任意一项所述的制备方法所制备。2CN113718125A说明书1/4页一种高导电性能的石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于冶金行业铝合金冶炼和轧制技术领域，涉及一种提高铝材导电性、强度的制备方法，具体涉及一种石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法，重点解决铝材的导电性随强度上升逐步下降的问题。背景技术[0002]纯铝具有密度小，熔点低，抗腐蚀能力强，导热和导电良好等性能优点而得到重视，由其衍生的铝合金材料塑性好，可加工成各种型材，而被工业上广泛使用，使用量仅次于钢，已成为材料领域中不可