[實用新型]一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821374395.1
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN208853701U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 盧科偉;李辰鵬;趙仁杰;王成軍;楊新偉;魯娜;丁繼鴻;王淑艷
• 申請（專利權）人: 新疆烯金石墨烯科技有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C22C21/08
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

本實用新型公開了一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置，涉及復合材料設備技術領域，主要目的是將石墨烯均勻的包覆在鋁合金粉體的表面，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)石墨烯鋁合金粉體的制備裝置。本實用新型的主要技術方案為：一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置，包括：混合系統(tǒng)，混合系統(tǒng)包括混合腔室、加熱控制單元、進風控制單元和吹風機組，吹風機組連接于混合腔室的底部，加熱控制單元連接于吹風機組，進風控制單元連接于吹風機組，用于控制吹風機組吹出的氣體的風量。進料系統(tǒng)，進料系統(tǒng)連接于混合腔室；進液系統(tǒng)，進液系統(tǒng)連接于混合腔室；引風系統(tǒng)，引風系統(tǒng)連接于混合腔室。本實用新型主要用于生產(chǎn)石墨烯鋁合金粉體。

技術領域

本實用新型涉及復合材料設備技術領域，尤其涉及一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子構成的二維納米材料，呈單層片狀結構(厚度僅為幾個納米)。由于其獨特的二維蜂窩晶體結構和極高的鍵強度，石墨烯是目前已知的世界上比強度最高、最堅硬的納米材料，其斷裂強度高達130Gpa。更重要的是，石墨烯還是迄今為止電導率最高的材料(電阻率僅約10^-8Ω·m)，約為銅的100倍。因此，利用石墨烯的高強度和良好的導電性，并將其與純鋁或鋁復合材料復合，制備成石墨烯/鋁合金復合材料，可望用來改善鋁合金的強度和導電性，使鋁合金的力學性能和電氣性能得到更好的匹配，從而擴大鋁合金的應用范圍。

基于以上討論分析，需要提供一種制備工藝來獲得石墨烯/鋁合金復合材料，并實現(xiàn)石墨烯在鋁基體中的均勻分散以及石墨烯/鋁的高質(zhì)量界面結合。目前石墨烯鋁基復合材料的制備方法主要是熔融鑄造法和粉末冶金法。如果石墨烯/鋁合金復合材料采用傳統(tǒng)熔融鑄造法制備，由于二者密度差異大，石墨烯很難在鋁液內(nèi)部均勻分散，此外，二者在材料制備過程中還有可能發(fā)生高溫界面反應，生成Al₄C₃脆性相，惡化材料性能。而采用粉末冶金法，則可使石墨烯和鋁復合材料粉末在溫度較低的情況下實現(xiàn)均勻混合，然后通過后續(xù)的壓力加工來制備石墨烯增強鋁基復合塊體材料，最大限度地抑制了傳統(tǒng)熔融鑄造法帶來的高溫界面反應。

在粉末冶金法中，為得到性能優(yōu)異的石墨烯鋁合金材料，石墨烯和鋁復合材料粉末的均勻混合工序必不可少，常用的方法有攪拌混合和球磨等方法。目前公開的一種將石墨烯溶于適量乙醇溶液中超聲分散，隨即向溶液中間歇地加入金屬粉末，同時進行超聲分散及機械攪拌，得到石墨烯/金屬顆粒混合溶液，然后依次進行低溫水浴加熱去溶劑、真空干燥成粉、惰性氣氛下持續(xù)手動研磨，得到均勻分散的石墨烯/金屬顆粒復合粉末，這類方法中使用酒精作為分散介質(zhì)的主要原因是防止金屬粉末在攪拌混合過程中氧化，但這類方法的主要缺點是工序多，生產(chǎn)連續(xù)性差、效率低和成本高，而且生產(chǎn)過程中使用酒精，易燃易揮發(fā)的酒精是生產(chǎn)過程中的一大安全隱患；而采用球磨混合的方法能夠適用于混合大多數(shù)種類的金屬粉末和石墨烯，且產(chǎn)量較高，但它們往往存在著制備過程繁瑣，高能耗，耗時長等缺點。另外，球磨過程中磨球?qū)w粉末和石墨烯的破壞作用也會使復合粉末的質(zhì)量下降。而且，在烘干和運輸過程中石墨烯的再次團聚也會影響石墨烯在復合粉末中的均勻性。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置，主要目的是將石墨烯均勻的包覆在鋁合金粉體的表面，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)石墨烯鋁合金粉體的制備裝置。

為達到上述目的，本實用新型主要提供如下技術方案：

本實用新型實施例提供了一種石墨烯鋁合金粉體的制備裝置，該裝置包括：

混合系統(tǒng)，所述混合系統(tǒng)包括混合腔室、加熱控制單元、進風控制單元和吹風機組，所述吹風機組連接于所述混合腔室的底部，用于向所述混合腔室內(nèi)吹入氣體，所述加熱控制單元連接于所述吹風機組，用于控制所述吹風機組吹出的氣體的溫度，所述進風控制單元連接于所述吹風機組，用于控制所述吹風機組吹出的氣體的風量。

進料系統(tǒng)，所述進料系統(tǒng)連接于所述混合腔室，用于將所述鋁合金粉體通入所述混合腔室；