[發明專利]一種高強高導石墨烯增強銅基復合材料及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711201425.9
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108145169B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王德升;王鵬云;馮巖
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/00;B22F1/02;B22F3/04;B22F3/15;B22F3/20;C22C1/05;C22C9/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

1.一種高強高導石墨烯增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于包含如下步驟：

（1）將石墨烯與無水乙醇混合，進行高速剪切分散處理和超聲振蕩處理，得到石墨烯單分散液；將石墨烯單分散液與銅粉末均勻混合，進行球磨預分散，得到石墨烯/銅復合粉與乙醇的混合液；

（2）攪拌條件下，將步驟（1）制得的石墨烯/銅復合粉與乙醇的混合液水浴加熱至粘稠狀，然后干燥，得到石墨烯銅復合物；

（3）將步驟（2）制得的石墨烯銅復合物進行包覆處理，得到核殼結構的石墨烯銅復合物；

（4）將步驟（3）制得的核殼結構的石墨烯銅復合物進行氫氣還原處理，將復合物中夾雜的氧還原，得到石墨烯銅粉；

（5）將步驟（4）制得的石墨烯銅粉進行冷等靜壓成型，得到冷壓坯錠；

（6）將步驟（5）制得的冷壓坯錠焊接包套后，加熱條件下，對包套抽真空處理，當真空度小于1.0×10^-3Pa時，將包套焊接密封；

（7）將步驟（6）焊接密封后的包套進行熱等靜壓處理，得到石墨烯增強銅基復合材料；

（8）將石墨烯增強銅基復合材料進行熱擠壓成型，得到高強高導石墨烯增強銅基復合材料；

步驟（3）中所述的包覆處理在表面改性包覆設備中進行；其中，向表面改性包覆設備每次加入步驟（2）制得的石墨烯銅復合物的質量為0.3～3kg，運行轉速為1000～5000rpm，運行時間為10～60min；

步驟（1）中所述的高速剪切分散處理的轉速為2000～7000rpm，時間為0.5～5h；

步驟（1）中所述的超聲振蕩處理的時間為0.5～5h；

步驟（1）中所述的石墨烯的用量為銅粉末的質量的0.1%～1%；

步驟（4）中所述的氫氣還原處理的條件為：氫氣氣氛下，200～500℃處理1～10h；

步驟（5）中所述的冷等靜壓成型條件為：冷等靜壓壓力為100～500MPa，冷等靜壓時間為10～60min；

步驟（7）中所述的熱等靜壓處理的溫度為700～1000℃，壓力為100～150MPa，時間為1～5h；

步驟（8）中所述的熱擠壓成型的條件為擠壓溫度為800～1000℃，擠壓比為10～50。

2.根據權利要求1所述的高強高導石墨烯增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于：

步驟（6）中所述的抽真空處理的溫度為200～800℃，時間為1～8h。

3.一種高強高導石墨烯增強銅基復合材料，其特征在于通過權利要求1～2任一項所述的制備方法制備得到。

4.權利要求3所述的高強高導石墨烯增強銅基復合材料在汽車、航空航天和電子領域中的應用。