【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体为一种添加石墨烯的铜合金复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、钨铜合金具有良好的导电导热性能，较好的高温强度，广泛应用于高压开关、微电子、机械和航空航天等领域。但是随着高压电网向大容量、超高压的发展，对钨铜合金的耐磨性能和耐烧蚀性能提出了更高的要求。为了增强钨铜合金的性能，文献报道的方法有在钨铜合金中添加第三相，例如添加稀土元素，稀土氧化物(la2o3，tho2，ceo2)和第二相(hfc，tic，wc)到钨铜合金中从而改善钨铜合金的电弧烧蚀性能。但是却降低了钨铜合金的电导率。因此，选用新型增强体，制备新型钨铜合金是提高材料综合性能的有效措施。
2、单层碳原子的石墨烯作为一种新型的材料，具有优异的力学、光学、热导性、电荷传输性等。近十年来，用石墨烯作为增强相来实现增强机体材料的研究层出不穷。但是，石墨烯密度小、容易团聚，且在制备过程中石墨烯极易与金属钨反应、界面结合等问题极易制约石墨烯/铜合金复合材料的硬度和导电性能。
3、因此，本专利技术通过对添加石墨烯的铜合金复合材料的制备工艺进行改进，来解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了1.一种添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2、(1)将三水硝酸铜、偏钨酸铵、去离子水按一定比例充分混合，以400～600rpm搅拌40～60min，随后加入络合剂，升温至60～80℃，继续搅拌50～70min，形成溶
3、(2)在空气氛围下高温煅烧后浸入到85～90℃恒温且ph值为4～6的化学镀镍液中浸渍30～60min，得到镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶；
4、(3)将镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶放入管式炉中，在惰性混合气体氛围、一定温度和压力下，通入碳源气体，保温5～120min，进行石墨烯生长，然后快速冷却至室温，得到添加石墨烯的铜合金复合材料。
5、进一步的，步骤(1)所述三水硝酸铜、偏钨酸铵、去离子水的混合比例为：1：0.0018～0.002：0.5～0.7。
6、进一步的，步骤(1)所述络合剂包括柠檬酸；所述络合剂的添加量为三水硝酸铜质量的0.45～0.55倍。
7、进一步的，步骤(2)所述煅烧温度控制在290～310℃，煅烧时间为1.9～2.1h。
8、进一步的，步骤(2)所述化学镀镍液按质量份数计包括以下组分34.9～35.1wt％硝酸镍、29.3～30.5wt％次磷酸钠、9.4～10.5wt％乳酸、14～16.4wt％草酸、4.7～5.2wt％丙酸、0.5wt％氟化钠、4.4～4.7wt％硝酸锌。
9、进一步的，步骤(3)所述惰性混合气体为氢气和氩气的混合物，其中氢气与氩气的质量比为1：8～10。
10、进一步的，步骤(3)所述碳源气体包括甲烷、乙炔、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丙炔、或其组合；所述碳源气体的流量为100～200sccm。
11、进一步的，步骤(3)所述管式炉温度控制在900～1150℃，压力控制在20～200pa。
12、本专利技术还提供了一种添加石墨烯的铜合金复合材料，所述添加石墨烯的铜合金复合材料是采用所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法制得。
13、本专利技术还提供了一种添加石墨烯的铜合金复合材料的应用，所述添加石墨烯的铜合金复合材料可应用于高压开关、微电子、机械和航空航天领域。
14、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
15、本专利技术公开了一种添加石墨烯的铜合金复合材料及其制备方法和应用，先将三水硝酸铜、偏钨酸铵、络合剂柠檬酸混合，形成偏钨酸根离子-铜离子干凝胶；再将偏钨酸根离子-铜离子干凝胶在290～310℃下进行高温煅烧并进行化学镀镍，得到镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶；最后，在氢气和氩气的惰性混合气体下，镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶中原位生长石墨烯，得到添加石墨烯的铜合金复合材料。
16、采用三水硝酸铜、偏钨酸铵、络合剂柠檬酸混合，形成偏钨酸根离子-铜离子干凝胶网络，将强化相钨弥散到铜中，细化了铜晶粒，增强了添加石墨烯的铜合金复合材料的硬度和导电性能；偏钨酸根离子-铜离子干凝胶网络经过290～310℃煅烧后，形成铜、钨复合氧化物的同时，保持了偏钨酸根离子-铜离子干凝胶的凝胶网络，保持蓬松多孔的结构，随后进行化学镀镍，在铜、钨复合氧化物颗粒表面包裹镍层，可以防止后续石墨烯与金属钨反应，有利于后续铜钨合金的烧结，在氢气和氩气的惰性混合气体、碳源气体快速进入蓬松多孔的镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶，在孔道中原位形成石墨烯，将石墨烯均匀地分散在蓬松多孔的镀镍的偏钨酸根离子-铜离子干凝胶中，并将铜、钨复合氧化物还原形成铜钨合金，得到致密的添加石墨烯的铜合金复合材料，进一步增强了添加石墨烯的铜合金复合材料的硬度和导电性能。
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1.一种添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述三水硝酸铜、偏钨酸铵、去离子水的混合比例为：1：0.0018～0.002：0.5～0.7。
3.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述络合剂包括柠檬酸；所述络合剂的添加量为三水硝酸铜质量的0.45～0.55倍。
4.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧温度控制在290～310℃，煅烧时间为1.9～2.1h。
5.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学镀镍液按质量份数计包括以下组分34.9～35.1wt％硝酸镍、29.3～30.5wt％次磷酸钠、9.4～10.5wt％乳酸、14～16.4wt％草酸、4.7～5.2wt％丙酸、0.5wt％氟化钠、4.4～4.7wt％硝酸锌。
6.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金
7.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述碳源气体包括甲烷、乙炔、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丙炔、或其组合；所述碳源气体的流量为100～200sccm。
8.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述管式炉温度控制在900～1150°
9.一种添加石墨烯的铜合金复合材料，其特征在于，所述添加石墨烯的铜合金复合材料是采用权利要求1～8任一项所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的应用，其特征在于，所述添加石墨烯的铜合金复合材料可应用于高压开关、微电子、机械和航空航天领域。
...【技术特征摘要】
1.一种添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述三水硝酸铜、偏钨酸铵、去离子水的混合比例为：1：0.0018～0.002：0.5～0.7。
3.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述络合剂包括柠檬酸；所述络合剂的添加量为三水硝酸铜质量的0.45～0.55倍。
4.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧温度控制在290～310℃，煅烧时间为1.9～2.1h。
5.根据权利要求1所述的添加石墨烯的铜合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学镀镍液按质量份数计包括以下组分34.9～35.1wt％硝酸镍、29.3～30.5wt％次磷酸钠、9.4～10.5wt％乳酸、14～16.4wt％草酸、4.7～5.2wt％丙酸、0....
【专利技术属性】
技术研发人员：成小娟，程欣，罗佳鹏，
申请(专利权)人：深圳特新界面科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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