[發(fā)明專利]一種石墨烯增強鎳基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610214707.1
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105695788B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬鵬;毛琳;陳樂生;沈敏華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海和伍復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C19/03;B22F9/24;B22F3/10;C22C1/10;B22F3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步，分別配制硫酸鎳溶液及還原劑溶液；

第二步，將還原劑溶液與氧化石墨烯溶液混合，然后在攪拌的過程中加入硫酸鎳溶液，硫酸鎳被還原生成微米鎳粉及少量納米鎳粉，氧化石墨烯被鎳粉吸附，得到氧化石墨烯/鎳懸濁液；

第三步，將所述第二步中懸濁液離心洗滌數(shù)次，冷凍干燥，得到氧化石墨烯/鎳復(fù)合粉；

第四步，將上述第三步中氧化石墨烯/鎳復(fù)合粉進行預(yù)成型，在氫氣氣氛下進行還原處理，得到石墨烯/鎳復(fù)合粉；

第五步，采用粉末冶金技術(shù)，將所述第四步中石墨烯/鎳復(fù)合粉進行成型、燒結(jié)處理，得到高致密度的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料；

第四步中，所述在氫氣氣氛下進行還原處理，是指：在氫氣氣氛下加熱，加熱溫度為500℃-900℃，加熱時間2-10小時，得到石墨烯/鎳復(fù)合粉；

所述粉末冶金技術(shù)，包括冷等靜壓與燒結(jié)過程，等靜壓壓力為0.5GPa-5GPa，燒結(jié)溫度為700℃-1200℃，燒結(jié)時間為3-7小時。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：第一步中：所述還原劑溶液為抗壞血酸、葡萄糖、檸檬酸、草酸中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：第二步中，所述氧化石墨烯溶液、還原劑溶液及硫酸鎳溶液，其混合順序為先將氧化石墨烯溶液與還原劑溶液混合，然后該混合液與硫酸鎳溶液混合；氧化石墨烯溶液與還原劑溶液混合后，還原劑將氧化石墨烯部分還原，還原劑應(yīng)過量，以確保鎳離子被全部還原。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：第二步中，所述還原劑溶液和硫酸鎳溶液的濃度為0.1mol/L-0.5mol/L，氧化石墨烯溶液的質(zhì)量濃度為0.3%-1.2%，氧化石墨烯添加量占復(fù)合材料總質(zhì)量的0.3wt%-5wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：在第五步之后，進一步包括第六步：采用熱擠壓技術(shù)，同時采用木炭保護，防止材料氧化；將所述第五步中石墨烯增強鎳基復(fù)合材料進行擠壓處理，材料組織進一步致密化，得到石墨烯/鎳復(fù)合絲材。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：在第六步之后，進一步包括第七步：采用軋制技術(shù)，將所述第六步中石墨烯/鎳復(fù)合絲材進行軋制處理，得到石墨烯/鎳復(fù)合帶材，進一步使石墨烯在鎳基體中取向分布，石墨烯增強效果提升。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述第六步中，熱擠壓的溫度為600℃-1000℃，擠壓比為20-60；

所述第七步中，軋制得到石墨烯/鎳復(fù)合帶材料厚度為0.1-2mm，石墨烯增強效果明顯。

8.一種權(quán)利要求1-7任一項所述方法制備的石墨烯增強鎳基復(fù)合材料；所述石墨烯增強鎳基復(fù)合材料的抗拉強度為350~800MPa，延伸率為2~30%。