一种石墨烯金属复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料制备技术领域，具体的说是一种石墨烯金属复合材料的制备方法；本方法使用的混合设备包括机体，所述机体底部设置有电机，所述电机的输出轴上固连有转动杆，所述转动杆上由上至下固连有多组拨动单元，拨动单元包括多个拨板；本发明专利技术通过在机体内的相邻两个拨动单元之间的设置有通过阻挡圈遮挡的漏斗盘，由于漏斗盘底部的多个弹性组件的支撑重量有限，漏斗盘顶部的固态颗粒物达到弹性组件的支撑重量后，会推动漏斗盘下移，进而漏斗盘与阻挡圈会上下相隔开，固态颗粒物会从当前的漏斗盘与转动杆之间的空隙漏下，最终能够使漏斗盘上都存留有一定量的固态颗粒物，减少固态颗粒物上升的高度，提高了混合的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯金属复合材料的制备方法
本专利技术属于复合材料制备
，具体的说是一种石墨烯金属复合材料的制备方法。
技术介绍
石墨烯作为一种二维材料，其具有优异的力学性质(杨氏模量高达1.0TPa)、电学性质(电子迁移率高达106cm2.v-1s-1)、热学性质(热导系数高达5000w.m-1.k-1)、光学性质(单层石墨烯的可见光吸收仅有2.3％和优异的锁模特性)，超大的理论比表面积(2630m2.g-1)及单片层结构赋予其独特的化学和电化学活性使得石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景。石墨烯的应用很大比例通过复合物的形式呈现的。为此全球科学家与企业科研人员在石墨烯复合物方面进行了大量探索并获得了很大进展。然而石墨烯复合物研发方面目前还存在一对矛盾即性能良好的石墨烯粉末易于团聚并且没有良溶剂因此难以形成分散均匀的复合物；而石墨烯衍生物虽然可以通过良溶剂分散而可以形成分散均匀的复合物，但是由于石墨烯衍生物的性能相较于石墨烯则差距很大，所以石墨烯衍生物复合物并不能充分发挥石墨烯的优异性能。就金属复合材料而言，目前人们依旧在探索提高石墨烯粉末分散性能提高的方法及石墨烯衍生物复合后性能改进的技术，但效果还有待提高。例如人们试图将石墨烯粉末与金属粉末通过球磨技术提高石墨烯粉末在金属粉末中的分散性能，随后进一步将其复合而形成石墨烯-金属复合材料。但是球磨的低产量令其难以大规模应用。而石墨烯衍生物与金属的复合则始终受制石墨烯衍生物的性能而进展缓慢。所以迫切需要开发能够将石墨烯在金属材料中均匀分散的技术而改进目前石墨烯-金属复合材料的现状。现有技术中也出现了一些关于石墨烯复合材料制备的技术方案，如申请号为201611224266X的中国专利公开了一种石墨烯金属复合材料的制备方法，其利用石墨烯衍生物溶液能够与固态颗粒物均匀混合的特点、固态颗粒物能够在金属材料中均匀分散的特点、石墨烯衍生物具微波吸收特性和微波具快速选择性加热特性、石墨烯衍生物在设定气氛下加热处理可以转化为石墨烯的特点以及混合物以设定速度通过微波加热区可以精确控制微波加热时间及改进加热不均的特点，首先制备石墨烯与可以在金属材料中均匀分散的固态颗粒物的均匀混合物，然后籍由固态颗粒物协助石墨烯在金属材料中均匀分散，但是其在生产石墨烯-金属复合材料时，需要使用到混合设备，但是现有的混合设备在将石墨烯衍生物溶液导入到机体内后，随后倒入的固态颗粒物会沉淀到机体内侧底部，当混合设备工作时，为了将机体底部的固态颗粒物均匀的分散到石墨烯衍生物溶液中，需要经过较长时间的工作，才能将底部的固态颗粒物搅动，使一部分固态颗粒物逐渐上升而悬浮在石墨烯衍生物溶液中，混合的效率较低，鉴于此，本专利技术提供了一种石墨烯金属复合材料的制备方法，其能够防止固态颗粒物全部落入到机体内侧底部，降低混合时固态颗粒物上升的高度，提高混合的效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种石墨烯金属复合材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种石墨烯金属复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：S1：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液倒入到机体中，接着由机体顶部中心处将固态颗粒物倒入到混合设备的机体中，固态颗粒物依次推动多个漏斗盘下移，固态颗粒物分布在不同的漏斗盘顶部；通过多个可以上下移动的漏斗盘5，能够加快混合效率；S2：随后开启电机对其搅动混合，形成混合物，将形成的混合物干燥，然后将在设定的气氛下干燥的混合物以需要的速度通过微波进行加热处理，使混合物中的石墨烯衍生物转化为石墨烯；S3：随后关闭微波加热，使石墨烯与固态颗粒物的混合物放置一段时间，进行降温冷却；S4：最后将金属材料加入到作为增强体的混合物中进行复合而获得石墨烯-金属复合材料；其中，S1中所述的混合设备包括机体，所述机体底部设置有电机，所述电机的输出轴上固连有转动杆，所述转动杆上由上至下固连有多组拨动单元，拨动单元包括多个拨板，多个拨板沿周向均布在转动杆上，拨板端部与机体内壁接触；相邻两组拨动单元之间的所述转动杆上均套接有漏斗盘，所述漏斗盘内表面与转动杆外表面不接触，漏斗盘顶部的所述转动杆上固连有阻挡圈，阻挡圈能够对漏斗盘与转动杆间的空隙进行遮挡，所述漏斗盘底部固连有多个弹性组件，弹性组件底端与底部相邻的拨板固连；工作时，由于现有的生产石墨烯-金属复合材料时，需要使用到混合设备，但是现有的混合设备在将石墨烯衍生物溶液导入到机体内后，随后倒入的固态颗粒物会沉淀到机体内侧底部，当混合设备工作时，为了将机体底部的固态颗粒物均匀的分散到石墨烯衍生物溶液中，需要经过较长时间的工作，才能将底部的固态颗粒物搅动，使一部分固态颗粒物逐渐上升而悬浮在石墨烯衍生物溶液中，混合的效率较低，因此本专利技术主要解决的是如何防止固态颗粒物全部落入到机体内侧底部，降低混合时固态颗粒物上升的高度，提高混合的效率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在机体内的相邻两个拨动单元之间的设置有通过阻挡圈遮挡的漏斗盘，将石墨烯衍生物溶液倒入到机体中，接着由机体顶部中心处将固态颗粒物倒入到机体中，由于漏斗盘底部的多个弹性组件的支撑重量有限，漏斗盘顶部的固态颗粒物达到弹性组件的支撑重量后，会推动漏斗盘下移，进而漏斗盘与阻挡圈会上下相隔开，固态颗粒物会从当前的漏斗盘与转动杆之间的空隙漏下，进而会掉落到下方相邻的漏斗盘上，当当前漏斗盘上掉落的固态颗粒物达到一定的量后，弹性组件推动当前漏斗盘上升，漏斗盘与阻挡圈贴合，同时下方的漏斗盘也会被掉落的固态颗粒物压动下降，最终能够使漏斗盘上都存留有一定量的固态颗粒物，进而能够使固态颗粒物分布在石墨烯衍生物溶液内的不同高度处，当电机带动转动杆转动，转动杆带动漏斗盘和拨板转动，在离心力的作用下，存留在漏斗盘上的固态颗粒物会周向甩动到石墨烯衍生物溶液中，同时拨板对固态颗粒物与石墨烯衍生物溶液混合均匀，减少固态颗粒物上升的高度，提高了混合的效率。优选的，弹性组件与转动杆之间的所述漏斗盘底部设置有推动板，推动板底端比底部相邻的拨板的顶端高，推动板上贯穿设有U型杆，U型杆顶部两端均固连在漏斗盘底部；所述阻挡圈底部粘接有硅胶圈，硅胶圈与阻挡圈的尺寸相同；当电机带动漏斗盘和拨板转动时，由于石墨烯衍生物溶液的阻力作用，因此推动板会受到其阻力，推动板的底端从拨板的一侧摆动到拨板的另一侧，即推动板会逐渐由倾斜状态变成竖直状态，然后再由竖直状态转动到倾斜状态，在此过程中，推动板会推动漏斗盘上升，在拨板对溶液水平拨动时，漏斗盘能够推动溶液上升，能够明显加快混合效率，一段时间后，使电机反转，重复上述动作。优选的，所述推动板表面设置有多个滑跃台，滑跃台向其顶端的过程中，距离推动板的距离逐渐变大，且上方的滑跃台的最远处到推动板的距离比下方的滑跃台的最远处到推动板的距离大；推动板被石墨烯衍生物溶液的阻力作用而推动偏转时，推动板上的滑跃台能够将石墨烯衍生物溶液向滑跃台顶端导向，在滑跃台的导向作用下，能够使经过推动板的石墨烯衍生物溶液与经过滑跃台的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯金属复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/nS1：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液倒入到混合设备的机体(1)中，接着由机体(1)顶部中心处将固态颗粒物倒入到机体(1)中，固态颗粒物依次推动多个漏斗盘(5)下移，固态颗粒物分布在不同的漏斗盘(5)顶部；/nS2：随后开启电机(2)对其搅动混合，形成混合物，将形成的混合物干燥，然后将在设定的气氛下干燥的混合物以需要的速度通过微波进行加热处理，使混合物中的石墨烯衍生物转化为石墨烯；/nS3：随后关闭微波加热，使石墨烯与固态颗粒物的混合物放置一段时间，进行降温冷却；/nS4：最后将金属材料加入到作为增强体的混合物中进行复合而获得石墨烯-金属复合材料；/n其中，S1中所述的混合设备包括机体(1)，所述机体(1)底部设置有电机(2)，所述电机(2)的输出轴上固连有转动杆(3)，所述转动杆(3)上由上至下固连有多组拨动单元(4)，拨动单元(4)包括多个拨板(41)，多个拨板(41)沿周向均布在转动杆(3)上，拨板(41)端部与机体(1)内壁接触；相邻两组拨动单元(4)之间的所述转动杆(3)上均套接有漏斗盘(5)，所述漏斗盘(5)内表面与转动杆(3)外表面不接触，漏斗盘(5)顶部的所述转动杆(3)上固连有阻挡圈(6)，阻挡圈(6)能够对漏斗盘(5)与转动杆(3)间的空隙进行遮挡，所述漏斗盘(5)底部固连有多个弹性组件(7)，弹性组件(7)底端与底部相邻的拨板(41)固连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯金属复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液倒入到混合设备的机体(1)中，接着由机体(1)顶部中心处将固态颗粒物倒入到机体(1)中，固态颗粒物依次推动多个漏斗盘(5)下移，固态颗粒物分布在不同的漏斗盘(5)顶部；
S2：随后开启电机(2)对其搅动混合，形成混合物，将形成的混合物干燥，然后将在设定的气氛下干燥的混合物以需要的速度通过微波进行加热处理，使混合物中的石墨烯衍生物转化为石墨烯；
S3：随后关闭微波加热，使石墨烯与固态颗粒物的混合物放置一段时间，进行降温冷却；
S4：最后将金属材料加入到作为增强体的混合物中进行复合而获得石墨烯-金属复合材料；
其中，S1中所述的混合设备包括机体(1)，所述机体(1)底部设置有电机(2)，所述电机(2)的输出轴上固连有转动杆(3)，所述转动杆(3)上由上至下固连有多组拨动单元(4)，拨动单元(4)包括多个拨板(41)，多个拨板(41)沿周向均布在转动杆(3)上，拨板(41)端部与机体(1)内壁接触；相邻两组拨动单元(4)之间的所述转动杆(3)上均套接有漏斗盘(5)，所述漏斗盘(5)内表面与转动杆(3)外表面不接触，漏斗盘(5)顶部的所述转动杆(3)上固连有阻挡圈(6)，阻挡圈(6)能够对漏斗盘(5)与转动杆(3)间的空隙进行遮挡，所述漏斗盘(5)底部固连有多个弹性组件(7)，弹性组件(7)底端与底部相邻的拨板(41)固连。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄军，周云飞，
申请(专利权)人：明光市龙盛瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34