一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法，以甲醇、乙醇和水按特定比例组成的混合物为前驱体，借助等温CVD工艺，在基底材料内部同时制备互相依附沉积的石墨烯和PyC，即石墨烯掺杂PyC材料。本发明专利技术的有益效果是：(1)可实现了石墨烯与PyC的均匀掺杂；(2)可实现石墨烯掺杂PyC在复杂结构体内部的制备；(3)该方法无需对石墨烯进行化学处理，有效保护了石墨烯的优异力学性能。

Preparation method of graphene doped pyrolytic carbon

The invention relates to a preparation method of a graphene doped pyrolytic carbon, a mixture of methanol, ethanol and water in certain proportion as the precursor, using isothermal CVD process, the substrate material and preparation of internal mutual dependent deposition of graphene and PyC, namely graphene doped PyC materials. The beneficial effects of the invention are: (1) can be implemented uniformly doped graphene and PyC; (2) can realize graphene doped PyC in the internal structure of the complex preparation; (3) the method does not need to graphene by chemical treatment, the effective protection of the excellent mechanical properties of graphene.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法，特别是涉及一种借助无金属催化的化学气相沉积同时生长石墨烯和热解碳，一步制备石墨烯掺杂热解碳的方法。
技术介绍
热解碳(PyC)是碳原子以sp2杂化轨道相互成键生成的碳材料，一般由含碳的烃类气体或有机物于700-1150℃高温热解而制得(即化学气相沉积，CVD)，具有比重轻、模量高、热膨胀系数低、耐高温、耐烧蚀、摩擦性好等优良性质，是构成碳/碳(C/C)复合材料的主体组元，在航天航空领域有着举足轻重的应用地位。近年来，我国航空航天及国防科技的快速发展，如新一代航空发动机、空天飞行器等，对高强韧薄壁、锐形C/C构件的需求日益迫切。然而，纯PyC呈现“强度低、脆性大”的力学特性，如PyC的断裂强度仅有310-450MPa，断裂伸长率仅有0.7-1.7％(张伟刚,化学气相沉积-从烃类气体到固体碳,科学出版社,pp191-244,2008)，若将其直接用作C/C复合材料的基体，则将严重影响复合材料的力学性能。例如，在薄壁、锐形构件的制备中，加工成型导致的碳纤维(长径比急剧降低)强韧效果的严重衰退以及复合材料内耗、微米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：按1:1‑10:0.01‑0.1的体积比例，混合甲醇、乙醇和水；将混合液超声混合1‑10h；步骤2：将碳纤维布或者2D碳毡的基底放置在卧式氧化铝管式炉中的保温区域，在氮气气氛保护下升温至900～1400℃，升温中氮气向管式炉中的通入流量为50sccm；步骤3：温度升至设定值后，将氮气流量调整为100‑500sccm，将步骤1中制备的混合液体以1‑50ml/min的注射速率注射到卧式氧化铝管式炉中，待注射泵内液体注射完后，断电降温，降温过程由氮气保护，氮气流量为50sccm；注射中注射器终端温度为60～250℃；步骤4：温度降至150℃...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯掺杂热解碳的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：按1:1-10:0.01-0.1的体积比例，混合甲醇、乙醇和水；将混合液超声混合1-10h；步骤2：将碳纤维布或者2D碳毡的基底放置在卧式氧化铝管式炉中的保温区域，在氮气气氛保护下升温至900～1400℃，升温中氮气向管式炉中的通入流量为50sccm；步骤3：温度升至设定值后，将氮气流量调整为100-500sccm，将步骤1中制备的混合液体以1-50ml/min的注射速率注射到卧式氧化铝管式炉中，待注射泵内液体注射完后，断电降温，降温过程由氮气保护，氮气流量为50sccm；注射中注射器终端温度为60～250℃；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋强，韩丽媛，李伟，李克智，李贺军，付前刚，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61