[發明專利]石墨-鋁復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010399730.9
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111455323A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 何欣;朱玉斌;陳晨
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/18;C23C14/50
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明涉及一種石墨?鋁復合材料的制備方法，以石墨紙作為基底，放入蒸鍍腔體，在蒸鍍腔體中的蒸發舟內放置鋁珠。之后用機械泵對蒸鍍腔體抽真空，待蒸鍍腔體真空度達到10^?4Pa，打開基體的旋轉開關，調節電流和電壓的參數，使蒸發舟中的鋁珠蒸發形成鋁蒸汽，蒸鍍到基底表面；蒸鍍完成后冷卻至室溫后即可得到石墨?鋁復合材料成品。本方法能在各參數控制下，將薄膜厚度控制在25μm±2μm，均勻性誤差在±1μm。

技術領域

本發明涉及石墨基復合材料領域，尤其是涉及一種石墨-鋁復合材料的制備方法。

背景技術

隨著現代工業向微型化發展的趨勢，探索滿足特殊需求的材料和器件并研究其制備過程、控制條件以及相關性能，已成為許多科研人員研究的課題。為了滿足市場需求，就一般情況而言，微米量級的器件尺寸大小都是通過薄膜生長獲得的。在現代醫療領域中，X線攝影對癌癥的診斷具有較高價值，一幅X線圖像是否可以給癌癥診斷提供足夠的證據取決于圖像質量。X線攝影系統中影響圖像質量的因素很多，散射線是最為重要的因素，當散射線作用于X膠片上時會產生灰霧，使膠片上影像的清晰度、分辨率、對比度等有所下降。且散射線由于生物效應，會使人體細胞受到照射后產生一定損害。目前，最常用的濾除散射線的材料就是鉛。鉛是一種對人體危害極大的有毒重金屬，在加工和儲存過程中是極易氧化的，并且在較高溫度下形成鉛蒸氣，這對生態環境和人類健康是有害的，而且世界衛生組織國際癌癥研究機構所公布的致癌物清單里，鉛屬于2B類致癌物。那么，尋找一種既環境友好，又與鉛具有相似的物理性能的材料就成為防輻射領域一亟待解決的問題。

金屬鎢因其具有高的密度和原子序數，所以射線屏蔽效果非常好，而且有無毒、環境友好等優勢，但是鎢因具有高熔點(3410℃±20℃)，因此難以將其加工成薄膜形狀的零部件。鋁不僅有著與鉛相似的物理性能，而且具有環境友好，熔點低(271.3℃)，容易加工，原材料廉價等優勢，因此其可是替代鉛的理想材料。

石墨紙是天然石墨經過嚴格的化學處理、熱處理等一系列工藝而得的產物，具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、回彈性等多種特點，也有較低的原子序數和密度。其可作為良好的襯底材料。

發明內容

為解決上述問題，本發明嘗試用石墨紙作為透過材料，其有質量輕、成本低、容易加工等優勢。真空蒸發法由于其設備比較簡單、操作容易、制成的薄膜純度高和質量好等優點被廣泛應用與制備各種功能復合材料，而且有低成本、環保、生產難度較低的優勢。

本發明提供一種基于石墨基底的石墨-鋁復合材料的制備方法，本發明所述的一種石墨-鋁復合材料，該復合材料是由真空蒸發鍍膜法將鋁珠蒸鍍在石墨紙基底上形成鋁薄膜層狀復合材料，具體的步驟如下：

a.選用純度大于99％的石墨紙作為基底；

b.將基底放入蒸鍍腔體，在蒸鍍腔體中的蒸發舟內放置鋁珠；

c.用機械泵對蒸鍍腔體抽真空，至真空度低于5Pa時開啟前級閥，關閉機械泵的預抽閥，同時開啟分子泵與高壓閥；

d.待蒸鍍腔體真空度達到10^-4Pa，打開基體的旋轉開關，調節電流和電壓的參數，使蒸發舟中的鋁珠蒸發形成鋁蒸汽，蒸鍍到基底表面；

e.蒸鍍完成后關閉蒸鍍電源，依次關閉氣閥、分子泵、高壓閥、前級閥、機械泵，待冷卻至室溫后取出石墨-鋁復合材料成品。

作為優選的，在步驟a中，石墨紙的純度大于99.9％。

作為優選的，在步驟a中，石墨紙的厚度為0.1～0.2mm。

作為優選的，在步驟d中，蒸鍍時間為10分鐘。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1.本發明方法是在石墨紙襯底上通過真空蒸發沉積鋁薄膜；