一种具有原位双界面结构的石墨烯增强镁基复合材料及其制备方法技术

一种具有原位双界面结构的石墨烯增强镁基复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。将石墨原料进行氧化、还原处理，获得具备一定含氧官能团的石墨烯；在乙醇溶剂中将石墨烯进行超声分散处理，随即加入镁合金粉末充分混合，烘干后获得石墨烯/镁合金复合粉末；将复合粉末热挤压为预制体，投入到镁合金熔体内，经过浇铸及热挤压处理，获得石墨烯增强镁基复合材料。石墨烯表面含氧官能团与基体镁原子在复合过程中原位生成的MgO纳米颗粒，一方面以化学键方式依附于石墨烯表面，一方面与镁基体形成了半共格界面关系，这种双界面结构大大提升了复合材料的界面结合，且晶粒细化效果明显，获得综合力学性能优异的石墨烯增强镁基复合材料。材料。

【技术实现步骤摘要】
一种具有原位双界面结构的石墨烯增强镁基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种具有原位双界面结构的石墨烯增强镁基复合材料及其制备方法，属于金属基复合材料制备


技术介绍

[0002]镁合金作为一种最轻的节能环保结构材料，在汽车、轨道、电子、航天、航空和国防军工等领域具有极其重要的工业价值和应用前景。然而，由于镁晶体密排六方结构，低温塑性差、加工困难，其强韧性与铝合金、钢铁相比较低，难以满足汽车领域逐步提升的使用需求。此外，传统强化方法制备的镁合金材料的强度和塑性通常不可兼得，这种强度
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塑性“倒置”关系已成为镁合金发展的一个重要瓶颈问题。
[0003]石墨烯(Graphene)是由sp2杂化碳原子构成的新型二维碳材料，具有超高的理论杨氏模量(～1TPa)和机械强度(125GPa)，其化学兼容性、高温稳定性尤其可以满足镁合金对高强度、高韧性及轻量化的需求。然而，石墨烯也正因为其独特的存在形式而极易发生团聚，致使在实际应用中不能发挥石墨烯的理论性能优势。近年来，石墨烯对镁基复合材料的力学增强作用已逐渐被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有原位双界面结构的石墨烯增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将具有一定片层尺寸的石墨与浓硫酸混合，随后缓慢加入高锰酸钾，持续搅拌后冷却至室温，洗涤至中性并干燥后得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯用铜箔包裹，置于通有氩气(Ar)保护气氛的管式炉中，在设定的时间和温度下进行还原，获得具有一定含氧官能团的石墨烯；(2)将所得石墨烯超声分散于乙醇溶剂中，随即加入镁合金粉末充分混合，干燥后所得的复合粉末在挤压模具中预热至一定温度后挤压成石墨烯/镁合金预制体；(3)将预制体加入到镁合金熔体中，经过浇铸、挤压，最终得到石墨烯增强镁基复合材料。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)石墨的片层尺寸为50
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300μm，高锰酸钾与石墨的质量比为(3
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7)：1，加入高锰酸钾后持续搅拌3
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8h。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)管式炉中氩气(Ar)的流速为200
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500ml/min，设定温度为300
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900℃，时间为30
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90min。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所得石墨烯中含氧量为2
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35at.％。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)向石墨烯分散液中加入的镁合金粉末与石墨烯的质量比为(50<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文博，魏治平，杜宪，刘轲，李淑波，王朝辉，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：