一种基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备石墨烯；(2)表面活化处理；(3)混合；(4)火花等离子烧结。对含碳量高的碳源进行快速放电，在高温下一秒的时间内产生容易剥离的层叠式石墨烯；对制备得到的石墨烯表面进行活化处理，使得生成的含硫氮杂环基团石墨烯呈立体化结构；在熔融状态下利用超声和球磨作用将铜、铌和石墨烯均匀混合，用火花等离子烧结技术制备石墨烯增强铜基体。该制备方法可以有效提高石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料的制备
，具体涉及到一种基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是迄今为止发现的最薄、强度最高、最坚韧、传热性和导电性最好的纳米材料，具有优良的电学性能、高导热率、高杨氏模量及优异的抗拉强度，因其优异的综合性能成为高性能金属基复合材料中理想的增强相；充分发挥石墨烯的优势，制备出具有高性能且拥有结构功能一体化性能优异的复合材料，将带来金属材料的突破。
[0003]铜及铜合金具有优异的导电、导热性能，良好的塑性、韧性与延展性，在电子电气、机械制造行业应用广泛，在现代工业体系中占有重要位置。由国内外文献可知，石墨烯作为增强相添加到铜基体中可以有效提升复合材料的综合性能，少量石墨烯的加入就可以细化晶粒，起到很好的强化作用，同时石墨烯良好的润滑性在降低复合材料的摩擦系数、有效提升其摩擦磨损性能方面效果显著。
[0004]但是，目前的技术可以产生少量完美的石墨烯，或者成吨的低聚石墨烯块；自从2004年发现高质量的石墨烯以来，无论是单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备石墨烯将碳源粉末进行高压放电，完全冷却后，取出反应物反复洗涤过滤烘干得到石墨烯粉末；(2)表面活化处理将石墨烯粉末在惰性气体的气体环境中，加热；将四硫化四氮固体溶解于二硫化碳液体中，然后加热气化通入石墨烯粉末中后保温；待反应结束后，再次通入惰性气体排尽石墨烯粉末中的气体，然后冷却至室温；其中，四硫化四氮在二硫化碳液体中的体积分数为3
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5％；(3)混合将步骤(2)所得的物体加入乙醇溶液中，在超声波条件下振荡，得到分散液；然后把铜粉和铌粉依次加入分散液中，将分散液球磨得到混合液体；将混合液体加热至80～85℃并且不断搅拌，直至混合液体呈半干状后烘干，得到铜
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铌
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石墨烯混合粉末；(4)火花等离子烧结将步骤(3)所得铜
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铌
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石墨烯混合粉末在真空下用火花等离子烧结、冷却，制得；其中，烧结温度为700～750℃，烧结时间为5～7min。2.如权利要求1所述的基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳源为煤炭、石油焦、生物炭和炭黑中的一种，含碳量大于90％。3.如权利要求1所述的基于石墨烯增强碳铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的高压放电的具体步骤包括：将碳源粉末放置于样品管中，使粉末处于样品管中间位置；将装有碳源粉末的样品管放入放电器组内，在样品管两端接入正负电极，利用放电器组对粉末进行高压放电；其中，放电电压为400～45...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文赋，黄樟林，杨泽锋，左浩梓，廖前华，李箫波，林佳慧，吴广宁，高国强，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：