【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合材料及其制备方法,尤其涉及一种石墨烯增强镁、铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
自2004年独立存在的石墨烯被发现以来,由于具有高的杨氏模量(1TPa)、断裂强度(125GPa)、超高的导热系数(5000Wm-1K-1)和电子迁移率(200000cm2v-1s-1),石墨烯作为碳材料家族的“新秀”成为了目前最具前景的材料之一。石墨烯因其独特的薄层二维结构,且具有非常优异的物理和机械性能,被认为是非常理想的金属基复合材料增强体。然而,也正是因为石墨烯在纳米级别上的厚度,“薄纱”状的二维片层结构碳在自然状态下极容易发生互相团聚,从而失掉了其特有的优良性质。因此,石墨烯自身的分散、石墨烯在金属基体中的分散以及石墨烯与金属基体的界面结合是制约石墨烯增强金属基复合材料发展的关键因素。目前为止,对于石墨烯增强金属基复合材料的研究还处于起步阶段,主要集中在利用纳米石墨烯的蜂窝晶格结构加强轻金属基体对低频噪音的吸波性能,以及利用石墨烯力学强度上的优势来增强金属基体。如“一种原位还原石墨烯增强镁基复合材料的制备方法”(公布号CN104630528A)的专利技术,将氧化石墨烯直接与AZ91镁合金充分混合,一方面通过镁元素将氧化石墨烯还原成石墨烯,另一方面石墨烯表层附着的氧化镁加强了石墨烯与镁合金基体的界面结合。如“石墨烯处理剂、石墨烯增强复合体材料及制备方法”(公布号CN104725669A)的专利技术,借助 ...
【技术保护点】
一种石墨烯增强镁、铝基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)石墨烯的预分散及石墨烯分散液与金属颗粒的均匀混合将一定质量的石墨烯粉末置于无水乙醇中,进行超声处理,得到浓度≤0.4mg/ml均匀分散的石墨烯乙醇溶液;随即,向石墨烯乙醇溶液中分次间歇加入一定质量粒度为200~400目的金属颗粒,同时对混合溶液进行持续超声分散和机械搅拌,直至金属颗粒与石墨烯的质量比为(500~2000):1,且金属颗粒在溶液中完全浸没,获得石墨烯/金属颗粒混合溶液;(2)石墨烯/金属颗粒复合粉末的干燥将步骤(1)中得到的混合溶液置于水浴锅中低温均匀搅拌加热,去溶剂至液封浆状混合物;再将水浴加热所得浆状混合物均匀涂敷在玻璃培养皿内表面,放置于真空干燥箱内,进行低温真空干燥,彻底去溶剂;刮取并收集培养皿内复合物粉末,放置于惰性气氛手套箱内,将复合物粉末手动研磨一定时间,得到均匀分散的石墨烯/金属颗粒复合粉末;(3)石墨烯/金属颗粒复合粉末的压块与挤压将步骤(2)中得到的石墨烯/金属颗粒复合粉末转移至模具中,将模具预热至450~550℃在设定压力300~500MPa下保持40~80min,得到石墨烯/ ...
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯增强镁、铝基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)石墨烯的预分散及石墨烯分散液与金属颗粒的均匀混合
将一定质量的石墨烯粉末置于无水乙醇中,进行超声处理,得到浓度≤0.4mg/ml均匀
分散的石墨烯乙醇溶液;随即,向石墨烯乙醇溶液中分次间歇加入一定质量粒度为200~
400目的金属颗粒,同时对混合溶液进行持续超声分散和机械搅拌,直至金属颗粒与石墨烯
的质量比为(500~2000):1,且金属颗粒在溶液中完全浸没,获得石墨烯/金属颗粒混合溶
液;
(2)石墨烯/金属颗粒复合粉末的干燥
将步骤(1)中得到的混合溶液置于水浴锅中低温均匀搅拌加热,去溶剂至液封浆状混
合物;再将水浴加热所得浆状混合物均匀涂敷在玻璃培养皿内表面,放置于真空干燥箱内,
进行低温真空干燥,彻底去溶剂;刮取并收集培养皿内复合物粉末,放置于惰性气氛手套箱
内,将复合物粉末手动研磨一定时间,得到均匀分散的石墨烯/金属颗粒复合粉末;
(3)石墨烯/金属颗粒复合粉末的压块与挤压
将步骤(2)中得到的石墨烯/金属颗粒复合粉末转移至模具中,将模具预热至450~550
℃在设定压力300~500MPa下保持40~80min,得到石墨烯/金属颗粒块体;最后将其在一定
温度下以挤压比为10~25进行热挤压,获得石墨烯/金属基复合材料。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中超声分散功率为300~1000W,将
纯石墨烯在乙醇中超声处理15~40min,随即向石墨烯分散液中分次加入金属颗粒粉末,每
次每500~1000ml石墨烯乙醇溶液对应加入5~100g金属颗...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜宪,王朝辉,杜文博,李淑波,刘轲,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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