[发明专利]一种以多层石墨烯微片为原材料制备石墨烯增强铝基复合材料的方法

摘要

一种以多层石墨烯微片为原材料制备石墨烯增强铝基复合材料的方法，涉及一种石墨烯增强铝基复合材料的方法。本发明为了解决目前石墨烯增强铝基复合材料制备过程中单层或少层石墨烯在铝基复合材料中的分散难度大和石墨烯增强铝基复合材料成本高的问题。制备方法：一、称取多层石墨烯微片、铝金属和工业纯铝块体；二、多层石墨烯微片分散与预制块成型；三、铝金属浸渗；四、大塑性变形处理；五、成分均匀化处理。本发明是以低价格多层石墨烯微片为增强体原材料，因此成本较直接用少层石墨烯为增强体的复合材料明显降低；制备的石墨烯增强铝基复合材料综合性能优异，易于实现产业化生产及应用。本发明适用于制备石墨烯增强铝基复合材料。

主权项

1.一种以多层石墨烯微片为原材料制备石墨烯增强铝基复合材料的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：一、称料按质量分数称取0.5％～4％多层石墨烯微片和96％～99.5％铝金属粉末；工业纯铝块体，工业纯铝块体和上述铝金属粉末的重量比为(3～10)：1；所述铝金属粉末为铝合金；二、多层石墨烯微片分散与预制块成型将步骤一称取的多层石墨烯微片和铝金属粉末装入球磨罐中，以100～400rpm的转速球磨4～15h得到的混合粉，将球磨后得到的混合粉末装入冷压模具中进行冷压得到多层石墨烯微片/铝预制体；三、铝金属浸渗将步骤二得到的多层石墨烯微片/铝预制体和步骤一中称取的纯铝块体放入真空气压浸渗炉，纯铝块体放入真空气压浸渗炉的炉腔底部的石墨模具内，多层石墨烯微片/铝预制体置于真空气压浸渗炉的炉腔上部，将真空气压浸渗炉密闭并抽真空至真空度小于10‑4MPa，然后加热真空气压浸渗炉，在真空下将多层石墨烯微片/铝预制体预热到400～660℃；将步骤一称取的工业纯铝块体加热至760～950℃并保温0.5h～2h得到熔融的铝金属；将预热的多层石墨烯微片/铝预制体浸入熔融的铝金属后停止加热，然后向真空气压浸渗炉内通入保护气体，在真空气压浸渗炉的炉内温度自然冷却至室温后即得到高致密的多层石墨烯微片增强铝基复合材料铸锭；所述保护气体为氮气、氩气或氦气；所述保护气体的压力为0.1MPa～10MPa；四、大塑性变形处理将步骤三中得到的多层石墨烯微片增强铝基复合材料铸锭进行大塑性变形处理得到少层石墨烯增强铝基复合材料；所述大塑性变形处理为挤压变形处理或轧制处理；五、成分均匀化处理将步骤四中得到的少层石墨烯增强铝基复合材料进行成分均匀化处理，所述成分均匀化处理的温度为500℃～550℃，时间为2～4h。