[發明專利]一種石墨烯鋁合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210418484.6
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114737087A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 南琴和;林成浩
• 申請（專利權）人: 溫州國馬納米科技有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/00;C22F1/04;C01B32/182
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

1.一種石墨烯鋁合金材料，其特征在于：具體由以下重量份原料組成：

硅 ≤0.11，鐵 0.1-0.9 ，銅 0.07-0.45，鎂 0.004-0.08，硼 0.004-0.08，鉬0.25-0.85，石墨烯粉末0.01-0.6以及稀土 0.02-0.6，余量為鋁和雜質，且雜質≤0.15，其中鐵與硅最大總含量為1.0。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯鋁合金材料，其特征在于：所述的稀土包含釔、鈧、鑭、鈰中的一種或多種。

3.一種石墨烯鋁合金材料的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

(1)稱取上述重量份的石墨烯粉末，備用；

(2)稱取上述重量份的硅、鐵、銅、鎂、硼、鉬、稀土、鋁、雜質混合，將混合物制成混合物粉末；

(3)將步驟（2）的混合物粉末放置在石墨化爐內攪拌均勻，先用55～80°C預熱，預熱之后溫度升至200～300°C，通入惰性氣體保護石墨化爐內氣氛；之后以10°C/min～20°C/min升溫至700°C，直至混合物粉末完全熔化，向熔融液中加入石墨烯并攪拌均勻；

（4）在700°C下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持35-40°C每秒的速度進行降溫，降溫至170°C；

(5)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為857°C，處理時間為35min，淬火結束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下將溫度保持在1400°C，得到熔化體；

(6)最后，將燒鑄模具在300-400°C下預熱2-4h，隨后將步驟(5)得到的熔化體澆注到預熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100°C，在恢復氣壓為大氣壓和加入氮氣保護時，降溫至25°C，得到石墨烯鋁合金材料。

4.根據權利要求3所述的一種石墨烯鋁合金材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述的惰性氣體為氮氣、氬氣、氖氣中的任意一種。

5.根據權利要求3所述的一種石墨烯鋁合金材料的制備方法，其特征在于：將燒鑄模具在350°C下預熱3小時。

6.根據權利要求3所述的一種石墨烯鋁合金材料的制備方法，其特征在于：所述石墨烯鋁合金材料的抗拉強度為130~170MPa，伸長率不低于16%，導電率不低于60%IACS，0.2%彈性極限應力不低于61MPa。

7.根據權利要求3所述的一種石墨烯鋁合金材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述的將混合物制成混合物粉末，具體方法如下：將混合物放入熔化爐中加熱熔化成金屬熔體，使熔化爐中的金屬熔體流過篩網或轉動圓盤后落入液體冷卻介質中，凝成小顆粒金屬，然后將小顆粒金屬與保護性氣體一起加入密封的渦旋粉碎機中粉碎，再用風選機風選出粒徑小于0.01微米的粉末，不符合要求的較粗顆粒回落到渦旋粉碎機中再行粉碎。