一种原位生长石墨烯增强金属基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种原位生长石墨烯增强金属基复合材料的制备方法，将含碳有机物与金属或金属合金粉末在溶剂中溶解混合，在机械搅拌和加热50‑150℃混合并蒸发溶剂，通过50‑100℃真空干燥、研磨过程，得到预制粉末；利用热压成型法、冷压‑烧结法或SPS烧结法的粉末冶金工艺，将预制粉末压制成型，将含碳有机物转化为石墨烯，得到三维石墨烯/金属基复合材料。本发明专利技术简单易行，制备周期短，易于工业化批量生产，并且石墨烯在制备过程中直接从金属基体上进行生长，所制得的石墨烯增强金属基复合材料中石墨烯晶化程度高，缺陷少，分散性好。在复合材料、功能材料等领域有着潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种原位生长石墨烯增强金属基复合材料的制备方法，属于碳纳米材料的制备和金属基复合材料制备的

技术介绍
随着航空航天和汽车制造技术的不断发展，轻质、高强金属基复合材料得到了广泛的关注和研究。碳纳米材料作为具有优异的力学、电学、热学性能的轻质材料，近年来也被广泛应用于金属基复合材料、催化、能源等领域。其中，石墨烯，作为一种由sp2杂化碳原子构成的厚度仅为一层或几层碳原子的二维纳米材料，由于其具有较高的导热率(3000Wm-1K-1)、强度(110GPa)和比表面积(2630m2g-1)等优点，是目前金属基复合材料领域、能源相关领域研究中最受关注的材料。在石墨烯增强金属基复合材料的研究中，研究者普遍利用外加法将还原氧化石墨烯(rGO)或氧化石墨烯(GO)与金属粉末或金属合金粉末机械混合，通过后续的粉末冶金过程和机械加工过程制备复合材料。例如：申请号201410136468.3的专利技术中，专利技术人将单分散的石墨烯溶液与金属粉末进行混合、球磨，经过后续加工过程得到复合材料。申请号201110261902.7的专利技术中，专利技术人将氧化石墨烯分散在片状金属粉末的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位生长石墨烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：1)将含碳有机物与金属或金属合金粉末在溶剂中溶解混合，在机械搅拌和加热50‑150℃混合并蒸发溶剂，并通过50‑100℃真空干燥、研磨过程，得到预制粉末；2)利用热压成型法、冷压‑烧结法或SPS烧结法的粉末冶金工艺，将预制粉末压制成型，将含碳有机物转化为石墨烯，得到三维石墨烯/金属基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种原位生长石墨烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：1)将含碳有机物与金属或金属合金粉末在溶剂中溶解混合，在机械搅拌和加热50-150℃混合并蒸发溶剂，并通过50-100℃真空干燥、研磨过程，得到预制粉末；2)利用热压成型法、冷压-烧结法或SPS烧结法的粉末冶金工艺，将预制粉末压制成型，将含碳有机物转化为石墨烯，得到三维石墨烯/金属基复合材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征是含碳有机物包括但不限于蔗糖、葡萄糖、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰亚胺粉末。3.如权利要求1所述的方法，其特征是金属或金属合金粉末包括但不限于镍粉、铜粉、铝粉、钛粉、铁粉的纯金属粉末及镍铜合金粉末、铁镍合金粉末或铝钛合金粉末。4.如权利要求1所述的方法，其特征是溶剂包括但不限于水、乙醇、甲醇、己烷、氯仿或二甲基甲酰胺。5.如权利要求1所述的方法，其特征是含碳有机物占含碳有机物与金属粉末总质量的0.001-50％。6.如权利要求1所述的方法，其特征是所采用的热压成型法是：将预制粉末直接置于热压模具中，在100-500mL/min流速的氩气保护或真空条件下，在500-1300℃温度、10-2000MPa的压力条件下，经过0.5-48h，得到三维石墨烯\...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乃勤，沙军威，张翔，马丽颖，刘恩佐，师春生，何春年，李群英，李家俊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12