[發明專利]高導電高耐磨石墨烯/銅基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610019781.8
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105648264B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張新疆;吳凱峰;楊子潤;賀盟
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉靜

1.一種高導電高耐磨石墨烯/銅基復合材料的制備方法，其特征在于，所述復合材料含有下列重量百分比的組分：石墨烯0.5-5.0wt％，Cr 4.0-5.0wt％，余量為Cu，該方法包括以下步驟：

(1)氧化石墨烯水溶液的制備：在緩慢電動攪拌情況下，將濃硫酸加入膨脹石墨中，加快電動攪拌速度，逐漸加入高錳酸鉀，水浴升溫至65℃并保溫4h后至混合物變為墨綠色，停止電動攪拌，將墨綠色混合物倒入冰水混合物中冷卻至室溫，加入雙氧水至金黃色，靜至24h，加入鹽酸和蒸餾水，以9500r/min的轉速離心分離，多次加入蒸餾水并離心至離心上清液pH值為6，所獲得離心下濁液即為氧化石墨烯水溶液；

(2)復合材料混合粉體的制備：步驟(1)得到的氧化石墨烯水溶液在電動攪拌時，先加入質量分數為80％的水合肼溶液，再加入Cu粉和Cr粉，所述Cu粉的粒徑為5-10μm，所述Cr粉的粒徑為10-20μm；攪拌2-4h至泥漿狀，獲得復合材料混合粉體泥漿，隨后將該復合材料混合粉體泥漿置于低溫環境中冷凍至完全冷凍成冰，然后將凍實的復合材料混合粉體泥漿在冷凍干燥箱中真空冷凍干燥除去水分和水合肼，即得到復合材料混合粉體；所述復合材料混合粉體泥漿的冷凍溫度為-60–-40℃，冷凍時間為3-6h；所述真空冷凍干燥的真空度為1-10Pa；

(3)復合材料的燒結：將步驟(2)得到的復合材料混合粉體裝入鋼制模具中，使用粉末壓力機將復合材料混合粉體冷壓成型，然后將冷壓成型的混合粉體置于真空熱壓燒結爐中進行熱壓燒結，冷卻至室溫后，從爐中取出并脫模即得高導電高耐磨石墨烯/銅基復合材料；所述復合材料混合粉體冷壓成型的壓力為450-550MPa。

2.根據權利要求1所述的高導電高耐磨石墨烯/銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述水合肼溶液的加入量按水合肼溶液與氧化石墨烯水溶液的體積比為1:60計算。

3.根據權利要求1所述的高導電性高耐磨石墨烯/銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述冷壓成型的混合粉體的燒結步驟如下：燒結過程真空度在0.1Pa以下，施加壓力為45-55MPa，加熱升溫程序設置為：以70-90℃/h的速率升至400℃，再以150-180℃/h的速率升至850-950℃保溫2-3h，待爐溫降至100℃取出，最后使用空氣冷卻至室溫。