一种石墨烯钨铜合金及其制备和应用.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CN110756794A(43)申请公布日2020.02.07(21)申请号201810846015.8(51)Int.Cl.(22)申请日2018.07.27B22F1/00(2006.01)B22F1/02(2006.01)(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研B22F3/14(2006.01)究所B22F3/10(2006.01)地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大C22C1/05(2006.01)道519号C22C27/04(2006.01)申请人全球能源互联网研究院有限公司C23C16/26(2006.01)国网山西省电力公司C22C1/10(2006.01)国家电网有限公司(72)发明人林正得戴丹江南韩钰祝志祥陈保安丁一张强王强(74)专利代理机构上海一平知识产权代理有限公司31266代理人崔佳佳徐迅权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种石墨烯钨铜合金及其制备和应用(57)摘要本发明涉及一种石墨烯钨铜合金及其制备和应用。具体地，本发明公开了一种石墨烯钨铜合金的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)提供第一混合物，所述第一混合物包含铜粉和任选的分散剂；2)将所述第一混合物置于反应炉中，在第一压力、第一温度和任选的第一气体下，通入气态碳源材料，反应得到石墨烯改性的铜粉；3)将所述石墨烯改性的铜粉加入钨粉，进行烧结处理，得到所述石墨烯钨铜合金。本发明还公开了以所述方法制备的石墨烯钨铜合金及其应用。所述制备方法具有工艺简单、原料廉价易得、安全环保、成本低、易于大规模推广的特点。所述石墨烯钨铜合金兼具高耐磨性能和高耐烧蚀性能。CN110756794ACN110756794A权利要求书1/1页1.一种石墨烯钨铜合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)提供第一混合物，所述第一混合物包含铜粉和任选的分散剂；2)将所述第一混合物置于反应炉中，在第一压力、第一温度和任选的第一气体下，通入气态碳源材料，反应得到石墨烯改性的铜粉；3)将所述石墨烯改性的铜粉加入钨粉，进行烧结处理，得到所述石墨烯钨铜合金。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一混合物包含铜粉和分散剂，其中，按所述第一混合物的总重量计，所述铜粉的质量分数为50-95wt％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为在高温(1000℃)下稳定不分解且粒径小于铜粉的粉末。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一压力为10-500Pa；和/或所述第一温度为700-1200℃。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气态碳源材料选自下组：甲烷、乙炔、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丙炔、或其组合。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，加入钨的含量为1-99wt％。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述烧结处理的处理温度为950-1400℃。8.一种石墨烯钨铜合金，其特征在于，所述合金是采用权利要求1所述的方法制备的。9.如权利要求8所述的合金，其特征在于，所述合金具有选自下组的一个或多个特征：1)所述合金的摩擦系数≤0.2；2)所述合金的磨损率≤2.5×10-6mm3/(N·m)；3)所述合金在电火花烧蚀12000微秒后质量损失≤0.05％。10.一种制品，其特征在于，所述制品包含权利要求8所述的石墨烯钨铜合金或由权利要求8所述的石墨烯钨铜合金制成。2CN110756794A说明书1/6页一种石墨烯钨铜合金及其制备和应用技术领域[0001]本发明涉及材料领域，具体地涉及一种石墨烯钨铜合金及其制备和应用。背景技术[0002]钨铜合金具有良好的导电导热性能，较好的高温强度，广泛应用于高压开关、微电子、机械和航空航天等领域。但是随着高压电网向大容量、超高压的发展，对钨铜合金的耐磨性能和耐烧蚀性能提出了更高的要求。为了增强钨铜合金的性能，文献报道的方法有在钨铜合金中添加第三相，例如添加稀土元素，稀土氧化物(La2O3，ThO2，CeO2)和第二相(HfC，TiC，WC)到钨铜合金中从而改善钨铜合金的电弧烧蚀性能。但是却降低了钨铜合金的电导率。因此，选用新型增强体，制备新型钨铜合金是提高材料综合性能的有效措施。单层碳原子的石墨烯作为一种新型的材料，具有优异的力学、光学、热导性、电荷传输性等。近十年来，用石墨烯作为增强相来实现增强机体材料的研究层出不穷。[0003]但是，石墨烯密度小、容易团聚以及制备过程中界面结合等问题是制约石墨烯/金属复合材料发展的重要原因。采用传统共混后通过熔渗的方法获得高性能的石墨烯钨铜合金将变得极为困难，因此阻碍了该领域内一些原创性研究工作的发展，同时也促使研究工作者们在复合材料的制备工作上提出新方法。发明内