【技术实现步骤摘要】
一种含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法
[0001]本专利技术涉及一种石墨烯/铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
[0002]石墨烯理论强度超过130GPa,是一种新型的二维纳米材料。相较于传统增强体,石墨烯的二维特性有望在复合材料(例如石墨烯/铝基复合材料)中引入高含量界面并均匀承担载荷,使材料力学性能进一步提升。石墨烯
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铝界面是决定石墨烯强化效率的关键。然而石墨烯在加工过程尤其是分散工艺中,极易引入含氧官能团缺陷,一方面缺陷破坏了石墨烯结构完整性,导致石墨烯本征强度大幅度降低;另一方面,缺陷破坏了石墨烯
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铝界面结合,导致石墨烯难以有效承担载荷。
[0003]为保证石墨烯的强化效果,对石墨烯进行缺陷修复再制备复合材料是一种常用的优化方案,常用的修复方案有气相(H2、CH4等气体或等离子体)修复、液相(水合肼、氨类等)修复等。这一方法对降低石墨烯缺陷效果显著,但是往往需要额外的设备、条件与处理工艺,增加了材料制备周期、成本和技术要求。
[0004]因此亟需一种可以在石墨烯/铝基复合材料制备过程中,改进石墨烯的分散工艺,同时实现含氧官能团缺陷还原、孔洞缺陷修复的工艺方法,提高石墨烯结构完整性,保障石墨烯强化能力在铝基复合材料中的充分发挥。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决石墨烯的缺陷修复方法复杂的问题,提出一种含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法。
[0006]本专利 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法,其特征在于:含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法按以下步骤进行:一、称料按质量分数称取0.5%~5%的石墨烯、0.5%~10%的含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物和余量的铝金属粉末作为原料;称取铝合金块体,铝合金块体和铝金属粉末的重量比为(3~10):1;二、超声辅助石墨烯分散剂分散以含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物作为分散剂,采用超声辅助将石墨烯均匀分散在含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物中,得到石墨烯
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含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物混合体;三、石墨烯
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含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物混合体与铝金属粉末球磨分散与预制体成型将步骤二得到的石墨烯
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含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物混合体和步骤一中称取的铝金属粉末混合并进行球磨,得到石墨烯
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含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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铝混合粉末,然后将石墨烯
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含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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铝混合粉末装入冷压模具中进行冷压,得到含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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石墨烯
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铝预制体;所述球磨的工艺为:球料比为(8~15)∶1;球磨转速为100~300r/min;正转和反转交替运行,首先正转10min并停止20min,然后反转10min并停止20min,总球磨时长为360~720min;四、铝金属浸渗与石墨烯缺陷调控将步骤三得到的含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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石墨烯
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铝预制体和步骤一中称取的铝合金块体放入真空浸渗炉,将含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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石墨烯
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铝预制体以5~10℃/min加热到300~630℃,保温0.5~2h;将步骤一称取的铝合金块体加热至800~900℃并保温0.5~1h得到熔融的铝金属;在真空条件下将熔融铝金属倒入装有含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物
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石墨烯
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铝预制体的模具中并加压50~300MPa,使熔融的铝金属快速渗入预制体中,待自然冷却后得到高致密的石墨烯/铝基复合材料铸锭;五、大塑性变形处理以及成分均匀化将步骤四中得到的高致密的石墨烯/铝基复合材料铸锭进行大塑性变形处理,得到石墨烯/铝基复合材料;将石墨烯/铝基复合材料进行成分均匀化处理,即完成。2.根据权利要求1所述的含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法,其特征在于:步骤一所述石墨烯为少层石墨烯,平均片径为100nm~10μm,平均厚度为0.3~20nm。3.根据权利要求1所述的含羧基和碳碳双键的脂肪酸类化合物辅助制备石墨烯/铝基复合材料的方法,其特征在于:步骤一所述铝合金块体和铝金属粉末为纯Al、Al
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Si合金、Al
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Cu合金、Al
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Mg合金、Al
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Si
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Cu合金、Al
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Si
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Mg合金、Al
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Cu
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Mg合金、Al
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Zn
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Cu合金、Al...
【专利技术属性】
技术研发人员:鞠渤宇,孙金鹏,韩智超,修子扬,杨文澍,王平平,武高辉,姜龙涛,张强,陈国钦,康鹏超,卫增岩,乔菁,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:
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