[發明專利]一種石墨烯鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810161773.6
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108251707A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李正坤;李文濤
• 申請（專利權）人: 威海南海碳材料科技研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 李福新

1.一種石墨烯鋁合金，其特征在于，按重量百分數計，由以下原材料組分制成：氧化石墨烯0.4％～0.9％，鎂粉0.4％～0.8％，硅粉0.1％～0.8％，銅粉0.3％～0.5％，鈦粉0.07％～1.4％，鉻粉0.04％～0.1％，鋅粉0.05％～0.12％，鋯粉0.05％～0.12％，余量為鋁和不可避免的雜質，且其中0.5≤鎂粉/硅粉≤4.7，1.5≤銅粉/鋅粉≤8。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯鋁合金，其特征在于，按重量百分數計，所述原材料由以下組分組成：氧化石墨烯0.5％～0.8％，鎂粉0.5％～0.7％，硅粉0.2％～0.7％，銅粉0.4％～0.5％，鈦粉0.1％～1％，鉻粉0.06％～0.08％，鋅粉0.07％～0.1％，鋯粉0.07％～0.1％，余量為鋁和不可避免的雜質。

3.根據權利要求1所述的一種石墨烯鋁合金，其特征在于，按重量百分數計，所述原材料由以下組分組成：氧化石墨烯0.7％，鎂粉0.6％，硅粉0.4％，銅粉0.4％，鈦粉1％，鉻粉0.07％，鋅粉0.8％，鋯粉0.8％，余量為鋁和不可避免的雜質。

4.根據權利要求1～3任何一項所述的一種石墨烯鋁合金，其特征在于，所述氧化石墨烯粉末中固定碳含量≥99.5％，氧化石墨烯粉末的粒度為240～270目。

5.根據權利要求1～3任何一項所述的一種石墨烯鋁合金，其特征在于，所述鋁中鋁含量大于或者等于99.7％。

6.根據權利要求1～5任何一項所述的一種石墨烯鋁合金的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1)按重量百分數稱取所需原材料組成為：氧化石墨烯，鎂粉，硅粉，銅粉，鈦粉，鉻粉，鋅粉，鋯粉，鋁粉；

2)石墨烯/銅復合導電材料的制備：將步驟1)稱取的氧化石墨烯粉末、銅粉、鋅粉和鋯粉混合均勻后，壓實并密封，再用壓力機壓制成預制塊；將預制塊放至于真空管式爐中，抽真空后，通入氫氣氬氣混合氣至真空度為0MPa后，開始升溫至保溫溫度700～850℃保溫反應；保溫結束后，自然冷卻至室溫，從爐中取出，得石墨烯/銅復合導電材料；

3)先將步驟1)稱取鋁粉、鎂粉、硅粉、鈦粉、鉻粉混合均勻后，再向其中加入將步驟2)制得的石墨烯/銅復合導電材料，得混合材料；

4)將步驟3)制得的混合材料壓實并密封，再在壓力機作用下，將其壓制成預制塊；

5)將步驟4)壓制好的預制塊移入到模具中，將其放至于真空管式爐中，抽真空后，通入氫氣氬氣混合氣至真空度為0MPa后，開始升溫至保溫溫度650～750℃保溫反應5h，保溫結束后，迅速冷卻至室溫，最后在常溫下自然養護2d后，出模，得石墨烯鋁合金。

7.根據權利要求6所述的一種石墨烯鋁合金的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述氫氣氬氣混合氣中氫氣的體積分數為7％～10％。

8.根據權利要求6所述的一種石墨烯鋁合金的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述保溫溫度為700～850℃，時間20～100min。

9.根據權利要求6所述的一種石墨烯鋁合金的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述壓力機壓力為100～120MPa；步驟4)中，所述壓力機壓力為100～120MPa。

10.根據權利要求6所述的一種石墨烯鋁合金的制備方法，其特征在于，步驟5)中，所述迅速冷卻的降溫速度為20～30℃/s。