[發(fā)明專利]石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110261902.7 | 申請日: | 2011-09-06 |
| 公開(公告)號: | CN102329976A | 公開(公告)日: | 2012-01-25 |
| 發(fā)明(設計)人: | 李志強;王景月;潘歡歡;范根蓮;張荻 | 申請(專利權)人: | 上海交通大學 |
| 主分類號: | C22C1/05 | 分類號: | C22C1/05;C22C1/10 |
| 代理公司: | 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236 | 代理人: | 郭國中 |
| 地址: | 200240 上*** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 石墨 增強 金屬 復合材料 制備 方法 | ||
1.一種石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征在于,首先將氧化石墨烯分散在片狀金屬粉末的表面,然后經還原處理得到石墨烯/金屬復合粉末,最后再采用粉末冶金工藝進行致密化處理,得到密實的石墨烯增強金屬基復合材料。
2.如權利要求1所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征在于,包含以下步驟:
(1)將氧化石墨烯加入到水或有機溶劑中,制備氧化石墨烯溶液;?
(2)將片狀金屬粉末加入到氧化石墨烯溶液中,持續(xù)攪拌使氧化石墨烯被片狀金屬粉末表面吸附,然后進行洗滌、干燥,得到氧化石墨烯/金屬復合粉末;
(3)在惰性或還原性氣氛下對氧化石墨烯/金屬復合粉末進行還原處理,得到石墨烯/金屬復合粉末;
(4)采用粉末冶金工藝,對石墨烯/金屬復合粉末進行致密化處理,得到密實的石墨烯增強金屬基復合材料。
3.如權利要求1或2所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的片狀金屬粉末,預先經過聚合物表面改性,包括以下步驟:
(1)將聚合物加入到水或有機溶劑中,制備聚合物溶液;所述的聚合物為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、或乙基纖維素中的一種;
(2)將片狀金屬粉末加入到上述聚合物溶液中,持續(xù)攪拌至金屬粉末表面形成聚合物薄膜,然后進行洗滌、干燥。
4.如權利要求3所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的聚合物溶液的質量百分比濃度為0.2-5%;所述的聚合物溶液中,不含還原劑,或含有一至多種有機還原劑;所述還原劑選自乙二胺、水合肼、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、糊精、維生素C、草酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸或酒石酸鹽類中的一種。
5.如權利要求1或2所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的片狀金屬粉末為鋁、銅、鎂、鈦、鐵及其合金粉末中的一或多種;所述的片狀金屬粉末徑厚比大于10,厚度介于200nm-5μm之間,片徑在5-500um之間。
6.如權利要求2所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的氧化石墨烯溶液中,氧化石墨烯的濃度為0.1-10mg/mL;所述的石墨烯增強金屬基復合材料中,石墨烯的質量百分含量為0.1-5wt%。
7.如權利要求2或6所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的氧化石墨烯溶液中,不含表面活性劑,或含有一至多種表面活性劑,所述表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、曲拉通、殼聚糖、β-環(huán)式糊精、或戊二醛或膽汁鹽中一種。
8.如權利要求1或2所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的氧化石墨烯和石墨烯具有單層或多層石墨結構,厚度小于20nm。
9.如權利要求1或2所述的石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征是,所述的還原處理和致密化處理溫度均低于所述金屬粉末的熔點,但高于聚合物的熱解溫度;所述的致密化處理是先將石墨烯/金屬復合粉末冷壓或冷等靜壓成塊體,然后在所述片狀金屬粉末的熔點以下進行熱壓、熱等靜壓、熱擠壓或熱軋的熱變形加工。
10.一種由權利要求1-9任一項所述方法得到的石墨烯增強金屬基復合材料,其特征是,所述的石墨烯增強金屬基復合材料中,石墨烯的質量百分含量為0.1-5wt%。
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