[發(fā)明專利]一種高效的鋁基石墨烯耐磨自潤滑復(fù)合材料的制備工藝

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113061773A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡萬強;董永強;姚寧;王安梅;王松濤;張雪飛
• 申請（專利權(quán)）人: 許昌學(xué)院
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C21/12;B22F9/22;B22F1/00;C01B32/19;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳華企匯專利代理有限公司 44735
• 代理人: 謝偉

1.一種鋁基石墨烯復(fù)合耐磨自潤滑材料制備工藝，其特征在于，步驟如下：

S1步驟：制備CuCl₂-石墨層間化合物；

S2步驟：高溫還原CuCl₂-石墨層間化合物；

S3步驟：將鋁合金融化后，倒入氬氣保護鋁液電磁攪拌電爐中，將制備的石墨-銅層間化合物放入鋁液中，加入重量比按照0.1-0.5%進行，用鋁液耐高溫陶瓷過濾網(wǎng)壓住石墨-銅層間化合物，保持該加入產(chǎn)物在攪拌過程中一直浸潤在鋁液中；

S4步驟：將混合均勻的鋁合金與單石墨烯、多層石墨的液態(tài)熔體澆筑成零部件，形成鋁合金零部件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁基石墨烯復(fù)合耐磨自潤滑材料制備工藝，其特征在于，S1步驟中，采用天然鱗片石墨和無水氯化銅為原料；石墨：氯化銅的重量比按照1:1~3進行配比，配比充分攪拌混合均勻后，裝入耐熱玻璃管中，加熱到120-130℃后，開始抽真空2-5小時，當(dāng)真空度達到300Pa以下時，停止抽真空，熔封耐熱玻璃管，然后放到立式高溫爐中進行加熱反應(yīng)，加熱到500-550℃，保溫反應(yīng)24-72小時后，取出耐熱玻璃管冷卻至室溫后，打開耐熱玻璃管，取出制備的粉末備用；通過該步驟制備出CuCl2-石墨的層間化合物，CuCl2插層到石墨層間，可以通過反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，調(diào)整CuCl2-石墨層間化合物的階數(shù)，到達調(diào)整最終生成產(chǎn)物中石墨與石墨烯的比例的目的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁基石墨烯復(fù)合耐磨自潤滑材料制備工藝，其特征在于，S2步驟中，將制備CuCl2-石墨層間化合物放入到高溫氫氣還原爐，加熱到120-130℃左右，抽取真空2-3小時后，通入氫氣，繼續(xù)升溫至400-500℃，保溫反應(yīng)24-48小時；期間每隔4-6小時，抽取反應(yīng)后的氣體，并重新充入氫氣，促進氯化銅還原成銅，反應(yīng)完成后，將制備材料冷卻到室溫，取出后密封處理，防止氧化及受潮，經(jīng)過該步驟，石墨層間的CuCl2將被還原成金屬銅，形成石墨-銅層間化合物，該化合物不僅含有單層的石墨烯，而且含有多層的石墨結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁基石墨烯復(fù)合耐磨自潤滑材料制備工藝，其特征在于，S3步驟中攪拌，首先電磁攪拌裝置，升溫至760-800℃，保溫20-40分鐘，期間不間斷的攪拌，促使加入的石墨-銅層間化合物的充分熔解及擴散；墨-銅層間化合物，隨著銅原子的擴散，也逐步被解離成單層的石墨烯或者多層石墨結(jié)構(gòu)的片狀結(jié)構(gòu)，在鋁熔體擴散開來，形成鋁銅合金與石墨烯、石墨均勻分散的復(fù)合材料。