[發明專利]一種銅基石墨烯復合卷材材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911153526.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110747367A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海欣材科技有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/05;C22C1/10;B22F3/15;B22F9/04;C01B32/184
• 代理公司: 32306 鎮江基德專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張敏

本發明公開了一種銅基石墨烯復合卷材材料的制備方法，包括如下步驟，石墨烯的制備：在反應釜的內部依次加入石墨粉和強氧化劑，然后將石墨粉和強氧化劑攪拌混合，混合后對其進行加熱將溶液中的水分蒸發掉，蒸發完畢后得到氧化石墨，然后對得到的氧化石墨進行0.5?3h的超聲處理，處理完畢后得到氧化石墨烯，然后使用強還原劑將氧化石墨烯還原成石墨烯，制備銅基石墨粉末：將制備出的石墨烯與酒精溶液混合，混合后使用超聲波振蕩裝置對混合溶液進行超聲波振蕩制備出單分散的石墨烯均勻溶液，然后將銅合金粉末添加進混合溶液內，能夠增強石墨烯與銅基的結合力，并且工藝操作簡單、生產效率高、制造成本低。

技術領域

本發明涉及銅基復合材料技術領域，具體為一種銅基石墨烯復合卷材材料的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子構成的具有單層片狀結構的新材料，是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，目前，石墨烯復合材料的研究主要集中在聚合物基石墨烯復合材料領域，而對于金屬基石墨烯復合材料的研究較少，這主要是由于金屬基石墨烯復合材料的研究面臨著技術難題，石墨烯與金屬基體的結合力弱，另外現有的石墨烯增強金屬基復合材料的工藝均存在產量低的問題，很難形成大規模生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種銅基石墨烯復合卷材材料的制備方法，能夠增強石墨烯與銅基的結合力，并且工藝操作簡單、生產效率高、制造成本低，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種銅基石墨烯復合卷材材料的制備方法，包括如下步驟：

1)石墨烯的制備：在反應釜的內部依次加入石墨粉和強氧化劑，然后將石墨粉和強氧化劑攪拌混合，混合后對其進行加熱將溶液中的水分蒸發掉，蒸發完畢后得到氧化石墨，然后對得到的氧化石墨進行0.5-3h的超聲處理，處理完畢后得到氧化石墨烯，然后使用強還原劑將氧化石墨烯還原成石墨烯；

2)制備銅基石墨粉末：將制備出的石墨烯與酒精溶液混合，混合后使用超聲波振蕩裝置對混合溶液進行超聲波振蕩制備出單分散的石墨烯均勻溶液，然后將銅合金粉末添加進混合溶液內，添加完畢后，將其裝入到球磨灌內進行機械球磨，球磨結束后將混合溶液倒入到燒杯內，然后將燒杯放置進烘干箱內烘干，烘干后得到銅基石墨烯粉末，其中石墨烯占銅基石墨烯粉末的重量百分比為3％-8％；

3)制備銅基石墨烯預置錠：將制備出的銅基石墨烯粉末裝入到包套的內部，然后對包套進行抽真空，抽真空完畢后將包套密封，密封后對包套進行熱等靜壓處理，使得包套內部的銅基石墨烯粉末成型，成型后得到密實的銅基石墨烯預置錠。

作為本發明的一種優選技術方案，所述強氧化劑選自濃硫酸、濃硝酸、高錳酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。

作為本發明的一種優選技術方案，所述石墨粉和強氧化劑的濃度比1：1.5。

作為本發明的一種優選技術方案，所述強還原劑可選用水合肼或硼氫化鈉中的一種。

作為本發明的一種優選技術方案，所述石墨烯與酒精溶液的濃度比為0.5：9.5。

作為本發明的一種優選技術方案，所述球磨時間為15-35h。

作為本發明的一種優選技術方案，所述抽真空的真空度0.001Pa。

作為本發明的一種優選技術方案，熱等靜壓溫度為450℃-560℃，熱等靜壓時間為1.5-2.5h。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：將石墨烯均勻分散于銅合金基體中，實現了石墨烯與銅合金界面的牢固結合，經過重熔稀釋后，石墨烯仍然均勻分散于銅熔液中，凝固時石墨烯的彌散性很強，不會發生二次團聚，鑄坯性能良好，進行均勻化處理后能個非常方便的擠壓成復合卷材。

附圖說明