[發(fā)明專利]石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210190250.7
• 申請(qǐng)日: 2012-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN102719693A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志強(qiáng);王景月;李贊;范根蓮;張荻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/10
• 分類號(hào): C22C1/10;C22C1/05;B22F1/02;C01B31/04
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

1.一種石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，由石墨烯、碳納米管和金屬基體構(gòu)成，石墨烯和碳納米管相互連接，在金屬基體當(dāng)中構(gòu)成增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，其中石墨烯的體積分?jǐn)?shù)為0.1%至1%，碳納米管的體積分?jǐn)?shù)為0.5%至5%。

2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述石墨烯為單層、雙層及10層以內(nèi)的寡層石墨烯，其徑厚比大于200。

3.如權(quán)利要求1所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述碳納米管為單壁、雙壁或多壁碳納米管，其長(zhǎng)徑比大于20。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述金屬基體為鋁、銅、鎂、鈦、鐵、鎳的純金屬及其合金中的一至多種。

5.如權(quán)利要求4所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述金屬基體采用徑厚比大于10的片狀金屬粉末，其厚度介于200nm-5μm之間，直徑在5-500um之間。

6.如權(quán)利要求1-5所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

（1）采用料漿共混工藝制備（氧化石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末；

（2）對(duì)（氧化石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末進(jìn)行還原處理，得到（石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末；

（5）對(duì)（石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末進(jìn)行致密化處理，得到大塊、密實(shí)的（石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合材料。

7.如權(quán)利要求6所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的料漿共混工藝，包含以下步驟：

（1）制備金屬粉末料漿；

（2）分別制備氧化石墨烯分散液和碳納米管分散液；

（3）先向金屬粉末料漿中加入碳納米管分散液，經(jīng)攪拌或超聲分散至完全吸附，然后加入氧化石墨烯分散液，經(jīng)攪拌或超聲分散至完全吸附，最后再進(jìn)行過(guò)濾、干燥得到（氧化石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末。

8.如權(quán)利要求6所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的料漿共混工藝，包含以下步驟：

（1）制備金屬粉末料漿；

（2）分別制備氧化石墨烯分散液和碳納米管分散液；

（3）分別向兩份金屬粉末料漿中加入碳納米管分散液和氧化石墨烯分散液，經(jīng)攪拌或超聲分散至完全吸附，得到氧化石墨烯/金屬料漿和碳納米管/金屬料漿；

（4）將氧化石墨烯/金屬料漿和碳納米管/金屬料漿混合，經(jīng)攪拌或超聲分散至均勻，然后再進(jìn)行過(guò)濾、干燥得到（氧化石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末。

9.如權(quán)利要求6所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的料漿共混工藝，包含以下步驟：

（1）制備金屬粉末料漿；

（2）分別制備氧化石墨烯分散液和碳納米管分散液；

（3）將氧化石墨烯分散液和碳納米管分散液混合，經(jīng)攪拌或超聲分散至均勻，得到（氧化石墨烯-碳納米管）分散液；

（4）向金屬粉末料漿中加入（氧化石墨烯-碳納米管）分散液，經(jīng)攪拌或超聲分散至完全吸附，然后再進(jìn)行過(guò)濾、干燥得到（氧化石墨烯-碳納米管）/金屬?gòu)?fù)合粉末。

10.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述的金屬粉末料漿，其中金屬粉末的體積含量小于20%。

11.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述的氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的濃度為0.2mg/ml至1mg/ml。

12.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，所述的碳納米管分散液中，碳納米管的濃度為1mg/ml至5mg/ml。

13.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的石墨烯與碳納米管混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，其特征在于，采用水或有機(jī)溶劑制備金屬粉末料漿、氧化石墨烯分散液和碳納米管分散液，其中有機(jī)溶劑選自乙醇、甲醇、丙酮。