[發明專利]一種石墨烯?銅復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610393010.5
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN105908007B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王鈺;李萌啟
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C32/00;B22F3/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

1.一種石墨烯-銅復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

將石墨烯粉體、MAX相陶瓷粉體和銅粉混合均勻后，進行熱壓燒結，得到石墨烯-銅復合材料；

所述石墨烯粉體、MAX相陶瓷粉體和銅粉的混合質量百分比為：

石墨烯粉體0.01～5wt.％、MAX相陶瓷粉體0.1～10wt.％和銅粉85～99.89wt.％。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述MAX相陶瓷粉體選自Ti₂AlC粉、Ti₃AlC₂粉、Ti₃SiC₂粉、Ti₂SnC粉或Cr₂AlC粉中的任意1種或至少2種的組合。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述MAX相陶瓷粉體選自Ti₂AlC陶瓷。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯粉體的片徑為0.3～3μm。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅粉的粒徑為10～60μm。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述MAX粉體的粒經為0.3～15μm。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯粉體通過如下步驟制備得到：

(1)以導電石墨紙為陽極，電化學插層法剝落陽極；

(2)去除步驟(1)得到的陽極剝落產物中的電解質殘留，得到插層石墨，之后將所述插層石墨在去離子水中進行機械剪切剝離；

(3)將步驟(2)的產物進行冷凍干燥，得到石墨烯粉體。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述“電化學插層法剝落陽極”的過程中，陰極為鎳片。

9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述“電化學插層法剝落陽極”的過程中，陰極為與陽極等面積的鎳片。

10.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述電化學插層法剝落陽極的過程中，電極間的電流為0.4～0.6A。

11.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述電化學插層法剝落陽極的過程中，電極間的電流為0.5A。

12.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述“去除步驟(1)得到的陽極剝落產物中的電解質殘留”的方法為：將步驟(1)電解后的電解液抽濾，并將濾渣用去離子水洗滌至電解質完全去除。

13.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述插層石墨分散在去離子水中的濃度為5～50mg/mL。

14.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述機械剪切剝離的溫度為7～9℃。

15.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述機械剪切剝離的溫度為8℃。

16.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述機械剪切的定子與轉子間隙為0.1～0.5mm。

17.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述機械剪切的定子與轉子間隙為0.3mm。

18.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述機械剪切的剪切轉速4000～13000rpm。

19.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述“將石墨烯粉體、MAX相陶瓷粉體和銅粉混合均勻”的方法為球磨。

20.如權利要求19所述的制備方法，其特征在于，所述球磨的磨料為瑪瑙球。

21.如權利要求20所述的制備方法，其特征在于，所述瑪瑙球的添加量為200～400g瑪瑙球/100g物料。

22.如權利要求19所述的制備方法，其特征在于，所述球磨時間為10～48h。

23.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述“熱壓燒結”選自加壓升溫燒結、放電等離子燒結或熱等靜壓燒結中的任意1種。