一种高强高导石墨烯/铜铝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CN114182128A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111514926.9B22F3/20(2006.01)(22)申请日2021.12.13B22F3/18(2006.01)(71)申请人哈尔滨东大高新材料股份有限公司地址150060黑龙江省哈尔滨市经济技术开发区大连路8号(72)发明人杨丛涛(74)专利代理机构哈尔滨市哈科专利事务所有限责任公司23101代理人吴振刚(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C9/00(2006.01)C22C9/01(2006.01)B22F3/16(2006.01)B22F3/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料及其制备方法(57)摘要本发明的目的是提供一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料及其制备方法，该方法易于操作，效率高。方法如下：将铜铝粉和高纯石墨粉均匀混合，压制成坯锭，烧结并保温；坯料热挤压成板材；冷轧并退火处理，将板材切断成小段再压制成坯锭；继续烧结，然后将坯料装入铜包套中，将包套进行脱皮热挤压成板材；继续重复冷轧及其后的步骤多次，得到所述石墨烯/铜铝复合材料。本发明的方法保持了石墨烯原有的物理特性，并且石墨烯在复合材料中分布均匀，本方法制备的复合材料抗拉强度大于450MPa，同时还能保持90％IACS以上的电导率。CN114182128ACN114182128A权利要求书1/1页1.一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、混粉：将‑320目的铜铝粉和平均粒度为2‑4μm的高纯石墨粉均匀混合，所述的铜铝粉中铝的质量百分比为0.001％‑0.005wt％，高纯石墨与铜铝粉的重量比为0.001‑0.5％；步骤2、压制：采用等静压的方式将混合粉压制成坯锭；步骤3、烧结：在保护气氛或真空条件下烧结并保温；步骤4、热挤压：将烧结后的坯料热挤压成板材；步骤5、冷轧：将板材冷轧，每次变形量为20％进行退火处理；步骤6、冲裁：将板材切断成小段；步骤7、压制：将冲裁的小段压制成坯锭；步骤8、烧结：在保护气氛或真空条件下烧结并保温；步骤9、包套：将坯料装入铜包套中，抽真空，封口；步骤10、脱皮热挤压：将包套进行脱皮热挤压成板材；步骤11、重复步骤5‑10为一个循环，循环次数4‑8次，得到所述石墨烯/铜铝复合材料。2.根据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1还包括如下：将铜铝粉和高纯石墨粉球磨混合2‑4小时，球料比为2‑5：1。3.据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3还包括如下：烧结温度为900‑1050度，保温2‑4小时。4.据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4还包括如下：挤压温度800‑950度，挤压比大于100。5.据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤5还包括如下：采用异步轧制的方法将板材冷轧到0.1‑1mm厚，速比为2：1。6.据权利要求1或5所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤5还包括如下：退火温度为600‑700度。7.据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤8还包括如下：烧结温度为900‑1050度，保温2‑4小时。8.据权利要求1所述的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，步骤10还包括如下：挤压温度800‑900度，挤压比大于100。9.根据权利要求1‑5、7‑8任一项所述的制备方法制备的一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料。2CN114182128A说明书1/3页一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及电工材料领域，具体涉及一种高强高导石墨烯/铜铝复合材料及其制备方法。背景技术[0002]高强高导电铜基复合材料在轨道交通、远距离输电等行业里有着广阔的应用前景，其中石墨烯增强铜基复合材料是最有潜力的新型材料，石墨烯增强金属基复合材料的关键问题主要在于：1、石墨烯在基体中的分散均匀性；2、石墨烯与金属基体之间的界面作用；3、石墨烯结构的完整性。4、同时做为大批量应用，还要考虑到材料及加工过程的经济性问题。[0003]单层、少层石墨烯的结构完整，性能优异，但容易团聚、不易分散，而且价格昂贵，限制了其使用；氧化石墨烯可大批量生产,价格相对较低，但氧化‑还原过程的石墨烯表面存在较多缺陷,如残余官能团、空位缺陷、大量晶界等,降低了石墨烯的力学性能与功能特性。[0004]目前石墨烯/铜复合材