一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法.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CN106623907A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611161945.7(22)申请日2016.12.15(71)申请人中国航空工业集团公司北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京81信箱(72)发明人赵双赞燕绍九陈翔南文争王楠(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人陈宏林(51)Int.Cl.B22F1/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法(57)摘要本发明是一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法，该方法首先将氧化石墨烯和PVP(聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)，PVP)按照一定的比例加入乙醇溶液中，进行超声分散获得氧化石墨烯分散液；然后将氧化石墨烯分散液移入机械搅拌设备中，边搅拌边缓慢加入金属粉，继续搅拌一段时间使溶液变为粘稠状，获得氧化石墨烯/金属复合浆料；随后将浆料移入鼓风烘箱中充分干燥，获得氧化石墨烯/金属复合粉体；最后将氧化石墨烯/金属复合粉置入气氛保护炉中进行高温煅烧，利用高温将氧化石墨烯还原为石墨烯(石墨烯)同时除去聚乙烯吡咯烷酮，获得石墨烯/金属复合粉体材料。本发明以分散性良好的氧化石墨烯代替石墨烯添加到金属粉体中，随后通过后期处理将氧化石墨烯还原为石墨烯，能够很好地解决石墨烯在金属基体中团聚的问题。CN106623907ACN106623907A权利要求书1/1页1.一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、利用超声分散仪将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮溶于酒精溶剂中，获得氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为2:1～1:2；步骤二、用机械搅拌的方式将金属粉体均匀分散到氧化石墨烯分散液中，获得氧化石墨烯均匀包覆在金属粉上的氧化石墨烯/金属复合浆料；步骤三：在烘箱将氧化石墨烯/金属复合浆料干燥，获得氧化石墨烯/金属复合粉体；步骤四：在气氛保护炉中将氧化石墨烯/金属复合粉体进行高温煅烧，使氧化石墨烯还原为石墨烯同时除去聚乙烯吡咯烷酮，获得石墨烯/金属复合粉体材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法，其特征在于：金属粉体颗粒的形状为球形或片状，金属粉体颗粒的大小为亚微米或微米级。3.根据权利要求1所述的石墨烯/金属复合粉体的制备方法，其特征在于：金属粉体的材料为铝粉、铝合金粉、铜粉、铜合金粉、钛粉、钛合金粉、镁粉或镁合金粉。4.根据权利要求1所述的石墨烯/金属复合粉体的制备方法，其特征在于：机械搅拌的时间为5～20h。5.根据权利要求1所述的石墨烯/金属复合粉体的制备方法，其特征在于：烘箱中的温度为50～120℃。6.根据权利要求1所述的石墨烯/金属复合粉体的制备方法，其特征在于：高温煅烧的温度为300～800℃，气氛保护炉中的保护气氛为氮气、氩气或氢气。2CN106623907A说明书1/3页一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法技术领域[0001]本发明是一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法，属于金属基复合材料领域。技术背景[0002]石墨烯具有良好的导电、导热性能及超高的强度，作为增强体添加到金属基体中，可以提高金属的力学及导电导热性能。将石墨烯均匀分散在金属基体中是获得高性能石墨烯/金属基复合材料的前提。石墨烯是一种纳米材料，跟其他纳米材料相似，有很强的团聚倾向。目前为止，粉末冶金工艺是将石墨烯分散到金属基体中的有效方法，该工艺通过先制备石墨烯/金属复合粉体再烧结成型获得石墨烯/金属基复合材料。在此工艺中，后期的烧结成型中很难改善石墨烯在金属基体中的分布状态，因此前期获得分散均匀的石墨烯/金属复合粉体是利用粉末冶金工艺制备高性能石墨烯/金属基复合材料的关键。[0003]目前，常用的石墨烯/金属复合粉体制备工艺是球磨，但是该工艺使用范围有限，不适用于镁等金属粉。且球磨工艺制备复合粉体时，单次制备粉体量少，生产效率低。另外，球磨时金属粉与球磨珠子的高速碰撞可能使球磨珠上的材料磨损，引入杂质。发明内容[0004]本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法，其目的是解决石墨烯在石墨烯/金属复合粉体中分散性差的问题。[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：[0006]该种石墨烯/金属复合粉体材料的制备方法的步骤如下：[0007]步骤一、利用超声分散仪将氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮溶于溶于酒精溶剂中，获得氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为2:1～1:2；[0008]步骤二、用机械搅拌的方式将金属粉体均匀分散到氧化石墨烯分散液中，获得氧化石墨烯均匀包