The invention discloses a preparation method of alumina/graphene core-shell structure composite material, which comprises the following steps: first, chemical modification of alumina surface; second, coating graphene oxide on alumina surface by chemical bonding; third, placing graphene oxide on the surface of the composite particles in muffle The alumina/graphene composite particles are obtained by high temperature reduction in the furnace; the preparation method of the alumina/graphene core-shell structure composite material of the present invention, the alumina/graphene core-shell structure composite material prepared by the method is used for sintering ceramic functional ceramics, and the graphene can be uniformly dispersed in the ceramic matrix and has a shape. The symmetrical three-dimensional network structure greatly improves the mechanical properties of alumina ceramics.
【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法,属于陶瓷材料制备
技术介绍
陶瓷材料是一种经过成型和高温烧结制成的无机非金属材料,具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,可以用作结构材料、刀具材料;具有某些特定功能的陶瓷材料又可作为功能材料,如军事用途中的陶瓷装甲材料;陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料;陶瓷的抗压强度较高,但是抗拉强度较低,塑性和韧性较差;陶瓷材料熔点较高,且在高温下具有极好的化学稳定性;同时,大多数的陶瓷材料具有良好的电绝缘性,因此也常用来制作各种绝缘器件;陶瓷材料中加入其它填料可以改善陶瓷的性能,甚至赋予陶瓷材料新的物理化学性能,因此目前工程上所用的陶瓷材料大多数为陶瓷基复合材料;例如铁电陶瓷,具有较高的介电常数,可用于制作电容器;工程上通过改进陶瓷制备工艺,制备了具有优良性能的特种陶瓷材料;这类陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成型烧结而成,一般具有某些特殊功能,以适应各种需要;根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%,氧化铝陶瓷具有各种优良的性能,耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍;其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化;用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具;氧化铝陶瓷以氧化铝(Al2O3 ...
【技术保护点】
1.一种氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,对氧化铝表面进行化学修饰,利用异佛尔酮二异氰酸酯对氧化铝表面进行化学修饰,使氧化铝表面连接有异氰酸酯基,制成具有反应活性的氧化铝颗粒;第二步,通过化学键将氧化石墨烯包覆在氧化铝表面,利用修饰后氧化铝表面的异氰酸酯基与氧化石墨烯表面的羟基和羧基发生化学反应,将氧化石墨烯片层通过化学键连接在氧化铝颗粒表面,使氧化石墨烯附着在氧化铝上,制备氧化铝/氧化石墨烯复合颗粒;第三步,将上述复合颗粒表面的氧化石墨烯置于马弗炉中进行高温还原,利用高温马弗炉将包覆在氧化铝表面的氧化石墨烯还原成石墨烯,得到氧化铝/石墨烯复合颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,对氧化铝表面进行化学修饰,利用异佛尔酮二异氰酸酯对氧化铝表面进行化学修饰,使氧化铝表面连接有异氰酸酯基,制成具有反应活性的氧化铝颗粒;第二步,通过化学键将氧化石墨烯包覆在氧化铝表面,利用修饰后氧化铝表面的异氰酸酯基与氧化石墨烯表面的羟基和羧基发生化学反应,将氧化石墨烯片层通过化学键连接在氧化铝颗粒表面,使氧化石墨烯附着在氧化铝上,制备氧化铝/氧化石墨烯复合颗粒;第三步,将上述复合颗粒表面的氧化石墨烯置于马弗炉中进行高温还原,利用高温马弗炉将包覆在氧化铝表面的氧化石墨烯还原成石墨烯,得到氧化铝/石墨烯复合颗粒。2.根据权利要求1所述的氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:所述第一步中对氧化铝表面进行化学修饰的具体操作方法为:首先,纯氧化铝颗粒置于烘箱中,控制温度为60~120℃,加热时间为8小时以上;接着,将干燥后的氧化铝放入N,N-二甲基甲酰胺溶剂中搅拌、超声分散;在上述氧化铝和N,N-二甲基甲酰胺混合液中加入过量异佛尔酮二异氰酸酯和少量三苯基铋搅拌,置于水浴中反应;最后,将反应后的混合液置于离心机中进行离心分离,转速500r/min,并用N,N-二甲基甲酰胺清洗,此过程反复3~5次。3.根据权利要求2所述的氧化铝/石墨烯核壳结构复合材料的制备方法,其特征在于:所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑坚,熊超,张晓,殷军辉,汪伟,支建庄,于贵波,苏续军,邓辉咏,
申请(专利权)人:中国人民解放军陆军工程大学,
类型:发明
国别省市:河北,13
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