一种颗粒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CN108677052A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810300384.7(51)Int.Cl.(22)申请日2018.04.04C22C1/10(2006.01)C22C1/02(2006.01)(71)申请人国网山东省电力公司电力科学研究C22C21/00(2006.01)院地址250002山东省济南市市中区望岳路2000号申请人山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司国家电网公司(72)发明人邵明星岳增武傅敏赵永宁翟季青刘延华邓化凌张广成胡新芳荆象阳刘爽李晓宇(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司37105代理人杨先凯权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种颗粒增强铝基复合材料及其制备方法(57)摘要本申请提供了一种颗粒增强铝基复合材料及其制备方法，本发明通过将石墨烯粉末与工业纯铝粉进行机械混合后再烧结成块，使Al和C之间进行扩散，在烧结过程中进行加压，改善了石墨烯与铝基体之间的润湿性；同时使石墨烯均匀地分布于工业纯铝粉中，较好的解决了其团聚问题；再通过控制烧结温度则可以避免Al4C3脆性化合物的形成；本申请对石墨烯颗粒增强铝基复合材料进行了成分强化与工艺强化，成分强化结合工艺强化实现了强强联合，从而较好的解决了目前制备石墨烯颗粒增强铝基复合材料存在的技术难题，通过测试证明该石墨烯颗粒增强铝基复合材料的力学性能及导电性得到了提高。CN108677052ACN108677052A权利要求书1/1页1.一种颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将石墨烯粉末与工业纯铝粉置于容器中进行机械混合，将机械混合后得到的混合粉末进行烧结得到混合料块；B)通过熔炼制得工业纯铝液；C)将步骤A)中得到的混合料块加入到步骤B)中得到的工业纯铝液中，用高纯石墨棒进行搅拌并继续熔炼一段时间；D)然后将搅拌均匀的且已加入混合料块的铝液放入电阻炉中进行保温一段时间，然后加入除渣剂除渣，继续保温一段时间后加入除气剂，使成分均匀后进行浇铸，完成后制得颗粒增强铝基复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中，石墨烯粉末:工业纯铝粉的体积比为1：9～29。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中，将石墨烯粉末、石墨粉以及工业纯铝粉置于容器中进行机械混合，将机械混合后得到的混合粉末进行烧结得到混合料块；石墨粉：工业纯铝粉的体积比为1：9～29。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，石墨粉和工业纯铝粉的颗粒尺寸均为0.1μm～100μm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中，所述混合料块的烧结的温度为600℃～650℃，升温时间为20～40min，保温时间为20～40min，压强为20Mpa。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中，熔炼工业纯铝液是在中频感应炉中进行。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)中，所述混合料块的质量为工业纯铝液的质量的0.5％～2％。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D)中，铝液在电阻炉中的保温时间为15～30min，保温过程中要进行除渣除气，浇铸时模具要先进行预热。9.一种颗粒增强铝基复合材料，其特征在于，利用权利要求1～8中的任意一项所述的制备方法制备而成。2CN108677052A说明书1/4页一种颗粒增强铝基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属基复合材料技术领域，尤其是涉及一种颗粒增强铝基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，石墨烯比钻石还硬，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低。在铝中添加石墨粉末可以显著提高其力学性能，添加石墨烯可以显著提高其力学性能和导电性，使其广泛应用于各个领域。[0003]目前石墨烯颗粒增强铝基复合材料的制备存在着三大技术难题：[0004]一是铝中石墨烯的团聚：石墨烯分散性较差，在铝基体中，石墨烯极易产生团聚问题；[0005]二是界面化合物Al4C3的形成：石墨烯颗粒增强铝基复合材料的界面反应难以控制，容易形成Al4C3脆性化合物，破坏复合材料的力学性能等性能；[0006]三是石墨烯与铝基体的润湿性差，不易形成较强的界面结合。发明内容[0007]本发明实施例的目的是提供一种颗粒增强铝基复合材料。本发明实施例的另外一个目的是提供一种上述颗粒增强铝基复合材料的制备