一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法。本发明专利技术所述方法，通过增材制造工艺制备，与传统去除材料加工工艺相比，最大程度上节省了材料与能源；而步骤中通过超声分散+冷冻干燥+液氮球墨的方式实现了石墨烯/铝基复合材料的均匀分散，通过在现阶段研究的乙醇分散石墨烯的分散工艺中增加冷冻干燥及液氮冷淬工艺，从而实现更高含量的石墨烯分散及添加。进一步通过选区激光熔化成形技术制备铝基复合材料，在缩短工时和成本的基础上直接制造出产品，适用于航空制造，机械加工，医疗及家庭消费等领域。

Selective laser melting forming graphene reinforced aluminum matrix composite and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of metal matrix composites, in particular to a selective laser melting forming graphene reinforced aluminum matrix composites and a preparation method thereof. The method of the invention saves material and energy to the greatest extent compared with the traditional material removal process by adding material manufacturing process, and achieves uniform dispersion of graphene/aluminum matrix composite by means of ultrasonic dispersion+freeze-drying+liquid nitrogen nodular graphite in the step, and by means of ethanol fraction studied at the present stage. Freeze drying and liquid nitrogen quenching are added to the dispersing process of disperse graphene to achieve higher content of graphene dispersion and addition. Furthermore, aluminium matrix composites are fabricated by selective laser melting forming technology. The products are manufactured directly on the basis of shortening working hours and costs. They are suitable for aviation manufacturing, mechanical processing, medical treatment and household consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法
本专利技术属于金属基复合材料
，具体涉及一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
铝基复合材料相对于传统基体合金具有高的比强度、比刚度和优良的高温力学性能、低的热膨胀系数、优良的耐磨性，在航空、航天、汽车、电子和交通运输工业具有十分广阔的应用前景。复合材料的轻质高强、多功能性决定了其巨大的发展潜力。因此铝基复合材料成为金属基复合材料中最常用最重要的材料之一。常见的碳化硅、碳化硼和氧化铝等增强体对材料的综合性能的增强效果有待提高，塑性降低较多，限制了复合材料的应用。随着科技的进步与发展，日渐对轻质高强度弹性高模量的铝合金材料提出更高的要求。因此研发高性能铝基复合材料的需求已变得非常迫切。石墨烯(graphene)是一类新型碳材料，是由碳原子以sp2杂化轨道组成呈蜂巢晶格的单原子层厚度的二维材料而具有优异的性能。石墨烯具有优异的力学、电学、热学等性能，载流子迁移率为15000cm2/(V·s)；热导率可达5000W/(m·K)，是金刚石的3倍；强度和弹性模量分别是125GPa和1100GPa；具有极大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：1）将石墨烯、硬脂酸均匀分散于乙醇中，之后进行冷冻干燥获得粉末A；2）将粉末A、球形硅粉、硬脂酸于球磨机中依次进行液氮冷淬、真空球磨得到改性石墨烯；3）将改性石墨烯、铝粉、硬脂酸在球磨机中液氮环境下进行球磨，得到改性的石墨烯‑铝粉混合粉末，并进行真空烘干；4）以改性的石墨烯‑铝粉混合粉末作为选区激光熔化成形的原材料，在Ar的保护下进行选区激光熔化成型。

【技术特征摘要】
1.一种选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：1）将石墨烯、硬脂酸均匀分散于乙醇中，之后进行冷冻干燥获得粉末A；2）将粉末A、球形硅粉、硬脂酸于球磨机中依次进行液氮冷淬、真空球磨得到改性石墨烯；3）将改性石墨烯、铝粉、硬脂酸在球磨机中液氮环境下进行球磨，得到改性的石墨烯-铝粉混合粉末，并进行真空烘干；4）以改性的石墨烯-铝粉混合粉末作为选区激光熔化成形的原材料，在Ar的保护下进行选区激光熔化成型。2.如权利要求1所述的选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，硬脂酸为石墨烯质量的1-5wt%,1g石墨烯加入200-500ml乙醇；采用超声分散，分散时间为0.5-6h。3.如权利要求1所述的选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，冷冻干燥的温度为零下50℃到0℃，时间为2-12h。4.如权利要求1所述的选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，改性石墨烯与球形硅粉的质量比为1:3-6，硬脂酸加入的量为球形硅粉质量的1-3wt%。5.如权利要求1所述的选区激光熔化成形石墨烯增强铝基复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵占勇，吴利芸，白培康，刘斌，王建宏，李玉新，王宇，李晓峰，李忠华，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14