一种石墨烯增强型合金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CN112589110A(43)申请公布日2021.04.02(21)申请号202011444407.5C22C1/04(2006.01)(22)申请日2020.12.08C23C16/26(2006.01)(71)申请人北京飞利信信息安全技术有限公司地址100191北京市海淀区塔院志新村2号服务楼8层东侧(72)发明人杜波(74)专利代理机构无锡智麦知识产权代理事务所(普通合伙)32492代理人王普慧(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F1/02(2006.01)B22F3/02(2006.01)B22F3/10(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种石墨烯增强型合金复合材料及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种石墨烯增强型合金复合材料及其制备方法，先以氧化石墨烯水溶液为原料，制成多孔石墨烯胶体，再将第一部分合金熔炼成合金熔液，浇注到多孔石墨烯胶体中，热挤压，粉碎成粉末Ⅰ；同时，将第二部分合金熔炼成合金熔液，向合金熔液中加入高纯硅粉，搅拌混匀，采用限制式环缝喷嘴，雾化得到粉末Ⅱ；合并粉末Ⅰ和粉末Ⅱ，混合均匀，得到预处理合金粉末；然后将预处理合金粉末置于高纯方舟中，转移至高温管式炉内，氧化还原处理，接着通甲烷和氢气进行石墨烯生长，得到包覆合金粉末；再将包覆合金粉末预压成型，烧结即得，有效提高了产品的力学性能。CN112589110ACN112589110A权利要求书1/1页1.一种石墨烯增强型合金复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)先以氧化石墨烯水溶液为原料，制成多孔石墨烯胶体，再将第一部分合金熔炼成合金熔液，浇注到多孔石墨烯胶体中，热挤压，粉碎成粉末Ⅰ；同时，将第二部分合金熔炼成合金熔液，向合金熔液中加入高纯硅粉，搅拌混匀，采用限制式环缝喷嘴，雾化得到粉末Ⅱ；合并粉末Ⅰ和粉末Ⅱ，混合均匀，得到预处理合金粉末；(2)然后将预处理合金粉末置于高纯方舟中，转移至高温管式炉内，氧化还原处理，接着通甲烷和氢气进行石墨烯生长，得到包覆合金粉末；(3)再将包覆合金粉末预压成型，烧结，即得所述的一种石墨烯增强型合金复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，多孔石墨烯胶体、第一部分合金、第二部分合金、高纯硅粉的质量比为0.1～0.2：100：700～800：0.3～0.4。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，以重量份计，所述多孔石墨烯胶体的制备方法如下：先向1份5～8mg/mL氧化石墨烯水溶液中加入0.08～0.1份硅酸钠和0.005～0.008份抗坏血酸，搅拌还原，后处理，得到多孔石墨烯胶体。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，热挤压的工艺条件为：650～670℃保温2～3小时，挤压比为8.08，挤压速度为0.3～0.33m/min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，限制式环缝喷嘴的喷射顶角为22～25°，缝宽为0.5～1mm，雾化的工艺条件为：0.8～1MPa。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化还原处理的具体方法为：氩气流量为300～320mL/min，以20～30℃/min的升温速率升温至900～1000℃，然后以20～30mL/min通入氢气，保温30～40分钟即可。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，石墨烯生长的具体方法为：以50～60mL/min同时引入甲烷和氢气，保温2～3分钟，停止通甲烷和氢气，管式炉开盖后自然冷却至室温，即得包覆合金粉末。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，预压成型的具体方法为：将包覆合金粉末加入模具中，10～12MPa预压成型。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，采用放电等离子烧结，具体工艺条件为：升温速率30～40℃/min，烧结温度600～700℃，压制压力为40～50MPa，保温时间为5～7分钟。10.一种利用权利要求1～9所述制备方法得到的石墨烯增强型合金复合材料。2CN112589110A说明书1/7页一种石墨烯增强型合金复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种石墨烯增强型合金复合材料及其制备方法。背景技术[0002]合金材料(比如铝合金、铜合金和镁合金等)具有良好的导电导热性能和易于成型等优点，被广泛应用于很多领域。随着现代科学技术的发展，传统的合金材料已不能满足实际应用的性能需求，特别是强度要求越来越高。[0003]石墨烯是一种由碳原子构成的二维纳米材料，由于其独特的二维蜂窝晶体结