[發明專利]一種碳納米管/石墨烯改性金屬/氧化物納米含能復合薄膜及其方法

有效

• 申請號: 201910574503.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110240530B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李紅;劉璇;韓祎;栗卓新
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C06B33/00
• 分類號: C06B33/00;B23K31/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種碳納米管/石墨烯改性金屬/氧化物納米含能薄膜的方法，其特征在于，按照以下步驟完成的：

1)取碳納米管粉末，放入摩爾比為1:3的H₂SO₄:HNO₃的溶液中超聲分散20min后，在去離子水中放置30min；通過濾紙將碳納米管用去離子水過濾清洗后離心，用去離子水將溶液濃度調至1mg/mL，獲得羧基化后的碳納米管溶液；

2)取石墨烯粉末，用3.0mL乙二胺對石墨烯在300mg的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺和0.5mL液氮的存在下攪拌5h；所得的懸浮液超聲處理30min，離心，用去離子水將溶液濃度調至1mg/mL，獲得帶正電荷的石墨烯溶液；

3)取摩爾比為1:(1～3)的金屬單質與金屬氧化物納米粉末，將納米級金屬單質粉末和金屬氧化物粉末分散在丙酮中，進行超聲分散，消除團聚；金屬單質和金屬氧化物納米粉末的超聲時間設置為20～40min；其中金屬單質與金屬氧化物組合分別為Al/CuO、Al/NiO或Al/Fe₂O₃；

4)將步驟1)和步驟2)中得到的碳納米管溶液和石墨烯溶液按體積比(1～2):1混合，按碳納米管/石墨烯混合質量與金屬單質的質量比為1:(4～6)取碳納米管/石墨烯混合溶液和金屬單質納米顆粒溶液；將金屬單質納米顆粒溶液倒入漏斗中，下方放置濾紙；用真空泵將設備抽至真空，使納米顆粒沉積在過濾器上；將金屬氧化物納米顆粒的溶液倒入漏斗中，在真空泵的驅動下沉積在金屬單質納米顆粒層的頂部；將碳納米管/石墨烯混合溶液倒入漏斗中進行抽濾，在金屬/氧化物薄膜上沉積一層碳納米管/石墨烯；

5)重復步驟4)直到得到一個包含2～5個碳納米管/石墨烯復合層的金屬/氧化物納米含能復合薄膜；將納米含能復合薄膜在150～200℃的爐中干燥0.5～1h，干燥過程中對薄膜施加2～5MPa的壓力；干燥后得到碳納米管/石墨烯改性的金屬/氧化物納米含能復合薄膜；

6)將待焊母材TC4、步驟5)得到的碳納米管/石墨烯改性的金屬/氧化物納米含能復合薄膜、待焊母材TC4依次重疊，在2～7MPa的壓力下引燃，利用活性納米多層膜自身放出的熱量，完成鈦合金的連接。

2.根據權利要求1所述的一種碳納米管/石墨烯改性金屬/氧化物納米含能薄膜的方法，其特征在于，步驟1)和步驟2)中的離心具體為分散于去離子水中以2000rpm離心5次，離心10min。