[發(fā)明專利]一種石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料及其制備方法和其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611201840.X
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN106591666B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振民;劉干;孟慶宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京寶航新材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C29/06
• 分類號(hào): C22C29/06;C22C21/18;C22C30/00;C22C32/00;B22F9/06;H01L23/14;H01L23/373
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

1.一種石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料由下述體積百分比的物質(zhì)組成：40％～70％的碳化硅，0.5％～5％的石墨烯，余量為鋁合金；

所述碳化硅的中值粒徑為3～30μm；

所述石墨烯的中值粒徑為2～30μm；

所述鋁合金的中值粒徑為5～90μm；

所述鋁合金的組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為Cu3.2～4.4％，Mg 1.0～1.6％，Zn≤0.1％，F(xiàn)e≤0.05％，Si≤0.25％，O≤0.6％，其余元素單個(gè)含量≤0.05％，其余元素合計(jì)總含量≤0.15％；

所述復(fù)合材料采用粉末冶金法，經(jīng)配料、混粉、裝包套、真空脫氣、熱等靜壓成形處理制得；

所述配料處理即稱取或量取所需量的碳化硅、石墨烯、鋁合金、無水乙醇，即得；

所述混粉處理包括下述步驟：

1)將鋁合金粉和碳化硅粉高速均勻混合，制得鋁碳化硅混合粉；

2)配置均勻混和的石墨烯乙醇分散液；

3)將石墨烯乙醇分散液霧化噴射加入高速旋轉(zhuǎn)的鋁碳化硅混合粉，使其均勻混合，制得石墨烯增強(qiáng)鋁碳化硅混合分散液；

4)將石墨烯增強(qiáng)鋁碳化硅混合分散液低溫干燥處理后，再經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)均勻混合，制得石墨烯增強(qiáng)鋁碳化硅粉體；

所述裝包套為，將制得的石墨烯增強(qiáng)鋁碳化硅粉體裝入包套，進(jìn)行真空脫氣處理，所述包套為鋁合金包套；

所述真空脫氣處理包括下述步驟：

1)20-40℃，抽氣1-3小時(shí)；

2)升溫至300-500℃，抽氣1-3小時(shí)；

3)升溫至400-600℃，抽氣，直至包套真空度達(dá)到1.0-5.0×10-3Pa后，保溫3-5小時(shí)；

4)冷卻至室溫，取出包套；

所述熱等靜壓成形處理為，將裝有石墨烯增強(qiáng)鋁碳化硅粉體的包套焊接封口，進(jìn)行熱等靜壓成形處理，其中，所述熱等靜壓成形處理中的處理溫度為300-580℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中碳化硅的含量為45-65％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中碳化硅的含量50-60％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中碳化硅的含量為55-58％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅中SiC的含量不低于97％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅中SiC的含量不低于98％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅中SiC的含量不低于99％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅的組成為，SiC的含量為99.21％，C的含量為0.11％，F(xiàn)e₂O₃的含量為0.13％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅為粉狀。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅的中值粒徑為8-25μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述碳化硅的中值粒徑為10-20μm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中石墨烯的含量為1.0-4％。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的石墨烯增強(qiáng)鋁基碳化硅復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中石墨烯的含量為1.5-3％。