一种三维石墨烯复合材料的3D打印成型方法技术

本发明专利技术提供了一种三维石墨烯复合材料的3D打印成型方法。该方法利用激光选择碳化技术，分别对聚合物粉末进行烧结和碳化，再通过逐层累加，从而能够原位制备得到三维石墨烯复合材料。该方法可以实现在聚合物烧结体的表面、内部成型三维石墨烯结构，即具备石墨烯优秀的特殊性能，又具备聚合物实体的功能性。同时可以自由定制三维实体的形状，任意设计复合材料中石墨烯的集成位置。本发明专利技术的三维石墨烯复合材料成型方法简单，快捷，成型精度高，制备的三维器件可满足不同的使用场景需求。的三维器件可满足不同的使用场景需求。的三维器件可满足不同的使用场景需求。

【技术实现步骤摘要】
一种三维石墨烯复合材料的3D打印成型方法


[0001]本专利技术属于石墨烯材料制备领域，具体涉及一种三维石墨烯复合材料的3D打印成型方法。

技术介绍

[0002]石墨烯以其特殊的结构，突出的电学性能、耐腐蚀性、力学性能而备受关注，为新材料的开发和应用提供了新的原材料。通过对石墨烯与其他材料的复合，不仅可以提高其力学性能，而且可以赋予石墨烯新的性质，使其在聚合物复合材料，光电功能材料与器件以及生物医药等领域有很好的应用前景。三维石墨烯复合材料将石墨烯与高分子聚合物复合，将石墨烯的优异性能与聚合物的特性相结合，扩展了石墨烯以及高分子聚合物的应用。
[0003]现存的三维石墨烯复合材料制备方法主要包括浸渍法、3D打印法与分散法等。浸渍法是通过直接将聚合物插入或涂覆在预先制备好的三维石墨烯多孔骨架上来制备三维石墨烯聚合物复合材料；3D打印法是通过将石墨烯粉末与聚合物粉体的混合粉末作为打印材料，通过选择性激光烧结技术，制备三维石墨烯复合材料；分散法是直接将石墨烯分散在树脂溶液中，制备三维石墨烯复合材料。Liu等采用自组装及原位还原法制备了三维石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维石墨烯复合材料的3D打印成型方法，包括以下步骤：S1基底加工，将双面胶一侧固定在底板上，另一侧粘连聚合物粉末，对聚合物粉体进行激光照射，产生聚合物烧结层基底；S2铺粉，将聚合物粉末平铺在所述烧结层基底表面，若形成单一石墨烯层结构，则粉层厚度为石墨烯生长高度的60％
‑
80％；若形成单一聚合物烧结层，则粉层厚度为20
‑
60μm；若形成部分烧结与部分碳化的复合层，则铺粉厚度为40
‑
60μm；S3激光选择性加工，按照预先设计的路径，使用10.6μm CO2激光对聚合物粉末进行激光选择性碳化或烧结，形成单层石墨烯、单层烧结聚合物或单层复合层；S4继续铺粉，在成型的结构层表面平铺一层聚合物粉末，若形成单一石墨烯层结构，则粉层厚度是石墨烯生长高度的60％
‑
80％；若形成单一聚合物烧结层，则铺粉层厚度为20
‑
60μm；若形成部分烧结与部分碳化的复合层，则铺粉厚度为40
‑
60μm；S5激光选择性加工，按照预先设计的路径，使用10.6μm CO2激光对聚合物粉末进行激光选择性碳化或烧结，形成单层石墨烯、单层烧结聚合物或单层复合层；S6逐层打印，反复重复步骤S4和S5，直至打印完成，得到三维石墨烯复合材料；S7清理粉末，得到三维石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斯达，刘福，王冠韬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：