[發明專利]一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610329928.3
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106044749B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 姚世華
• 申請（專利權）人: 姚世華
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;C01B32/184;B22F1/02;C23C18/40
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技術領域

本發明主要涉及新材料領域，尤其涉及一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料及其制備方法。

背景技術

目前存在的銅與石墨的混合材料大多都是使用單一的銅粉和銅合金粉末，按照一定比列配入石墨粉，然后裝入混料機，通過一定時間的的混合，形成混合粉末使用，或者是石墨粉通過添加瀝青壓制成型，然后通過高溫石墨化分解瀝青形成石墨制品，這些傳統方法得到的復合材料具有一定的缺陷，首先，金屬的的密度和質量與石墨和石墨烯的密度和質量差異非常的巨大，通過混合設備長時間的混合，也達不到多種材料均勻分布的效果，同時都是以單質材料簡單混合在一起，沒有整體性，后期也非常難以壓制成型，達不到使用要求和工藝設定的效果，其次，目前制作石墨制品，還是采用高溫石墨化的傳統方法，將瀝青混合在石墨粉末中作為成型劑，壓制成型后，通過兩千多攝氏度的高溫進行石墨化，形成一個整體，石墨化過程不僅消耗大量的能源，而且對空氣和環境的污染特別嚴重。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術中存在的分布偏稀等缺陷，解決金屬和石墨材料混料不均勻、石墨材料難以直接壓制成型，工藝復雜難以直接粉末冶金化等問題，提供一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料，它是由下述重量份的原料組成的：

硫酸銅20-50、硫酸亞錫3-5、硫酸鋅2-5、石墨粉20-50、石墨烯20-25、還原助劑0.8-1、磷酸二氫鋁1-2、復合助劑0.1-0.2。

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料，所述的還原助劑是由下述重量份的原料組成的：

水合肼50-70、次亞磷酸鈉30-10、聚乙二醇(6000)4-5、碳酸氫納4-6；

所述的還原助劑的制備方法包括以下步驟：

將上述次亞磷酸鈉加入到87-90℃的水浴中，保溫攪拌17-20分鐘，加入上述聚乙二醇(6000)，繼續保溫攪拌4-7分鐘，出料冷卻，與剩余各原料混合，攪拌均勻，得還原助劑。

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料，所述的復合助劑是由下述重量份的原料混合組成的：

月桂酸二乙醇酰胺0.1-0.2、硬脂酸鈣4-6。

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將上述復合助劑加入到其重量17-20倍的去離子水中，在50-60℃下恒溫攪拌4-10分鐘，得復合助劑乳液；

(2)將上述硫酸銅、硫酸亞錫、硫酸鋅、石墨粉、石墨烯混合，加入到混合料重量200-300倍的去離子水中，超聲10-16分鐘，送入到反應釜中，開啟攪拌并加熱，當升高溫度至50-90℃時，加入上述還原助劑，用濃度為30-35％的鹽酸和30-35％的氫氧化鈉調節pH為5-6，保溫反應120-130分鐘，加入上述磷酸二氫鋁，攪拌均勻，加入上述復合助劑乳液，300-400轉/分攪拌10-16分鐘，出料，送入到抽濾機中，抽濾，將沉淀水洗3-4次，得預處理粉料；

(3)將上述預處理粉料送入還原爐中，升高還原爐溫度為600-650℃，通入氫氣，還原干燥1-2小時，然后移入冷卻區，繼續通氫氣，以10-20℃/min的速度逐漸降低溫度，當粉末溫度低于60℃后出料，篩分、包裝，即得。

本發明的優點是：

本發明使金屬材料能夠完全覆合在石墨及石墨烯顆粒的表面，逐漸的形成包覆層，變成了一個整體，解決了混料不均勻等缺陷；

本發明在石墨及石墨烯表面增加了一層金屬層，有效的改善了石墨材料難以直接壓制成型，難以粉末冶金化等問題，大大提高了生產效率，改善了成型條件；

本發明在石墨材料表面完全包覆了一層金屬，不僅提高和改善了石墨和金屬的均勻度，同時還提高了導電導熱性能；

本發明的產品后期成型和加工完全達到金屬材料的加工效果，不需要添加成型劑和通過超高溫石墨化，直接壓制成型，通過金屬燒結后直接得到制品，不僅提高了生產效率降低了生產成本，而且解決了石墨產品加工過程對環境造成的污染問題。

具體實施方式

實施例1

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料，它是由下述重量份的原料組成的：

硫酸銅40、硫酸亞錫3、硫酸鋅5、石墨粉30、石墨烯25、還原助劑0.8、磷酸二氫鋁1、復合助劑0.1。

一種銅及銅合金覆合石墨粉和石墨烯新材料，所述的還原助劑是由下述重量份的原料組成的：

水合肼60、次亞磷酸鈉20、聚乙二醇(6000)5、碳酸氫納6；