[發明專利]一種高強鈦合金-石墨烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910895024.0
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110512110B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 曾宏;劉文彬;陳偉;況春江;王鐵軍
• 申請（專利權）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C14/00;C01B32/186
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;劉春成

1.一種高強鈦合金-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，取適量鈦合金粉體和石墨烯組成的混合粉體、磨球和分散劑置于球磨機中，進行低溫球磨處理；所述石墨烯的添加量為所述石墨烯和所述鈦合金粉體總量的0.1-3.0wt.％；

所述混合粉體由所述鈦合金粉體和所述石墨烯經混料處理而成，所述混料處理包括兩次混料處理，其中，一次混料由V型混粉機完成，二次混料由VC高效混合機完成；所述一次混料的轉速為5-40r/min、混料時間為20-50h；所述二次混料的轉速為50-300r/min、混料時間為15-60min；

所述低溫球磨的溫度控制在78K-100K，球料比為20-50:1，球磨速度為20-40r/min，球磨時間為1.5-6h；

步驟二，將步驟一所制得的材料裝入包套內依次進行脫氣保溫處理和熱等靜壓處理，最終得到所述高強鈦合金-石墨烯復合材料；其中熱等靜壓溫度為800-950℃、壓力為120-150MPa，保持時間為3-6h。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述石墨烯的添加量為0.5-2wt.％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，采用充入液氮的方式維持低溫。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述鈦合金粉體的平均粒度為100-300μm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述鈦合金的牌號為TC4、TA10、TB6或TC5。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述鈦合金粉體的元素含量按質量百分比為：鋁5.5～6.7％、釩3.5％～4.5％、氧0.13～0.18％、氮0.04％、氫0.012％、鐵0.30％、碳0.10％，其余為鈦和微量元素。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯采用化學氣相沉積方法制備。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑為硬脂酸。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟二中，進行所述脫氣保溫處理時，保溫溫度為300-500℃、真空度為2×10^-3Pa以下，保持時間為4-10h。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述包套為內腔直徑為80-120mm，內腔高度為85-300mm、厚度為2-3mm的低碳鋼包套。

11.一種高強鈦合金-石墨烯復合材料，通過如權利要求1-10中任一項所述制備方法制備而成。