一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法。本发明专利技术的目的是要解决现有制备石墨烯增强铜基复合材料的方法中存在的石墨烯分散性差、成本高和工艺复杂的问题。本发明专利技术以氧化石墨烯为增强体前体，将制备的氧化石墨烯与铜粉在乙醇溶液中超声混合，利用低成本球磨技术使氧化石墨烯均匀与铜粉均匀分散。最后采用真空热压烧结制备石墨烯增强铜基复合材料。本发明专利技术所制得的复合材料具有石墨烯分散性好、制备方法简单高效和易于实现大规模生产的优点。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法。

技术介绍

铜及其合金材料具有良好的导电导热性能和易于成型等优点，已广泛应用于航空航天、交通、机械工业、能源化工电力电子等领域。随着现代科学技术的发展，传统的铜及铜合金强度低、高温性能差已不能满足实际应用的性能需求，通过在铜基体中添加具有高强度的第二相粒子，使其拥有更为优异的综合性能，能够有效地扩大铜及铜合金的应用领域。添加的第二相主要有氧化物、氮化物和新型碳材料。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯具有大的比表面积，极高的导电导热性能和优异的机械性能等。由于这些独特的性能，石墨烯可以成为复合材料中理想的增强体。现有的实验已经指出，金属材料中混杂少量的石墨烯就可以显著的提高材料的屈服强度以及断裂强度等各类指标，石墨烯增强金属基复合材料的研究已经成为复合材料领域的新热点。然而因为石墨烯具有非常大的比表面积，导致很高的表面能，使得石墨烯片层具有很强的团聚倾向，很难均匀的分散在铜基体中。而且石墨烯较高的制备成本限制其在工业生产中的进一步应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法，其特征在于制备石墨烯增强铜基复合材料的方法是按以下步骤进行的：一、制备氧化石墨烯：在冰水浴的条件下向装有46mL的浓硫酸的锥形瓶中加入1g石墨粉和1g硝酸钠，在冰水浴的条件下混合搅拌20min，在冰水浴的条件下加入6g高锰酸钾，搅拌40min，得到绿紫色的混合液，将绿紫色的混合液在温度为30℃～40℃的条件下保温1h，然后在温度为30℃～40℃的条件下加入40mL的蒸馏水，在温度为85℃～95℃的条件下保温30min，得到棕色混合液，在室温条件下向棕色混合液中加入100mL的蒸馏水和6mL的过氧化氢，得到亮黄色的混合液，然后用质量浓度为3%的盐酸溶液和蒸馏...

【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法，其特征在于制备石墨烯增强铜基复合材料的方法是按以下步骤进行的：
一、制备氧化石墨烯：在冰水浴的条件下向装有46mL的浓硫酸的锥形瓶中加入1g石墨粉和1g硝酸钠，在冰水浴的条件下混合搅拌20min，在冰水浴的条件下加入6g高锰酸钾，搅拌40min，得到绿紫色的混合液，将绿紫色的混合液在温度为30℃～40℃的条件下保温1h，然后在温度为30℃～40℃的条件下加入40mL的蒸馏水，在温度为85℃～95℃的条件下保温30min，得到棕色混合液，在室温条件下向棕色混合液中加入100mL的蒸馏水和6mL的过氧化氢，得到亮黄色的混合液，然后用质量浓度为3%的盐酸溶液和蒸馏水反复洗涤亮黄色的混合液至pH为6～7，过滤，冷冻干燥12h，得到氧化石墨烯纳米片；
二、制备氧化石墨烯-铜复合粉末：将100g的铜粉加入到40mL的无水乙醇中，在室温下超声分散30min，得到铜粉悬浮液；称取步骤一得到的氧化石墨烯0.5g～2.0g放在铜粉悬浮液中以10kHz的频率继续超声分散1h，得到氧化石墨烯与铜粉的水性分散体；将氧化石墨烯与铜粉的水性分散体加入到500ml的聚四氟乙烯球磨罐中，在400r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳红彦，姚龙辉，高鑫，林轩宇，王宝，郭二军，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23