[發明專利]一種石墨烯/鋼鐵復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610045015.9
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105537877A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 鄭祥源
• 申請（專利權）人: 鄭祥源
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種石墨烯/鋼鐵復合材料的制備方法，屬于復合材料領域。

技術背景

石墨烯是一種新型的二維納米材料，其強度是鋼鐵的100倍，傳統的工藝 方法很難有效提高鋼鐵材料的強度，由于石墨烯的特性也很難簡單的與鋼鐵材 料相結合，而采用本發明工藝方法則可以很好的將石墨烯與鋼鐵材料很好的結 合，大大增強了鋼鐵材料的強度。成為一種新型的具有超強硬度的石墨烯/鋼鐵 復合材料。

目前國內外還沒有報道過采用這種方法制備出石墨烯/鋼鐵復合材料，而采 用這種工藝方法制備出的石墨烯鋼鐵復合材料因為其超強的硬度可以廣泛用于 汽車防碰撞外殼，這樣可以使汽車在發生事故碰撞后有效保護車內人員的生命 安全，還可廣泛用于艦船、飛機、高鐵以及軍工等領域。

發明內容

本發明是針對現有狀況而設計出一種石墨烯/鋼鐵復合材料的制備方法，該 方法采用漿料制備石墨烯/鋼鐵復合材料，通過噴涂的工藝將石墨烯粘涂在鋼鐵 材料表面，之后通過熱軋的工藝制備出石墨烯/鋼鐵復合材料。

具體實施方式

本發明的工藝流程如下：

①將80g的聚乙烯比諾烷酮加入到920ml的蒸餾水中，加熱到100℃，采用 機械攪拌，配制聚乙烯比諾烷酮溶液；

②將50g石墨烯加入到950ml蒸餾水中，利用超聲細胞粉碎儀制備出石 墨烯溶液，超聲細胞粉碎儀的工作時間為40分鐘；

③將步驟①配制的聚乙烯比諾烷酮溶液與步驟②配制的石墨烯溶液均勻混 合，形成石墨烯/聚乙烯比諾烷酮混合漿料；

④將鋼鐵材料進行表面活化處理后，采用噴涂的方式將石墨烯/聚乙烯比諾 烷酮混合漿料噴涂到鋼鐵上、下表面，涂層的厚度為100μm～120μm，噴涂分 10次完成，每次噴涂的厚度為10μm～12μm，待每次干后噴涂第二遍；

⑤采用真空燒結的方式去除鋼鐵表面的聚乙烯比諾烷酮，真空燒結的溫度 為500℃，得到石墨烯鋼鐵材料；

⑥將3塊以上的石墨烯鋼鐵材料的上、下面疊合在一起后，采用熱等靜壓 的方式使鋼鐵材料粘合到一起，熱等靜壓的溫度為1000℃，壓力為200mpa，時 間為2小時；

⑦對步驟⑥得到的多層粘結在一起的石墨烯鋼鐵材料進行熱軋，熱軋溫度 為1000℃，制備出石墨烯鋼鐵復合材料。