[发明专利]一种氧化石墨烯增强镁基复合材料及其制作方法

说明书

本发明提供了一种氧化石墨烯增强镁基复合材料及其制作方法，涉及材料技术领域。包括以下步骤：将氧化石墨进行超声波分散处理，得到氧化石墨烯分散体；将氧化石墨烯分散体与溶剂、镁屑混合，然后在0.08～0.098MPa、35～100℃下进行干燥，得到屑状复合材料；其中，溶剂选自酒精、水、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，氧化石墨、溶剂、镁屑的用量比为0.25～0.30g：200mL：89.60～89.80g；将屑状复合材料加热至250～350℃并保温10～20min，再压制成型。本发明提供的氧化石墨烯增强镁基复合材料的制作方法工艺简单、成本低、镁废屑的回收利用率高。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种氧化石墨烯增强镁基复合材料及其制作方法。

背景技术

随着镁合金的广泛应用，在镁合金的机械加工过程中和镁合金使用后会产生大量废料，而镁合金的废料回收利用已经成为镁工业发展的战略重点。精炼重熔为目前镁合金废料回收的主要方法，但该方法成本高，会产生有害气体，也会加重对环境的污染，而且镁合金屑、粉的比表面积大，容易氧化和烧损，在精炼重熔过程中回收率非常低，甚至可能存在燃烧爆炸的危险，所以精炼重熔的方法不适用于机加工过程中产生的镁屑(镁废屑)的回收利用。另外，镁合金室温力学性能比较低，很大程度上限制了其推广应用，因此迫切需要选择合适且可提高该合金的力学性能的镁屑回收方法。

在提高镁合金的力学性能方面，科研人员从晶粒细化、改善合金化基础等多角度进行了很多尝试，其中之一是将石墨烯与镁合金复合制备复合材料，其充分利用了石墨烯良好的强度和硬度，在材料力学性能提高方面取得了较好的成果。研究结果表明，适量石墨烯的引入可使材料的硬度和拉伸性能得到明显提高，如此，扩展了材料的研究方向和应用领域。所以，现有技术中，主要通过球磨机处理镁屑和石墨烯，制得复合粉体再进行烧结，来制备氧化石墨烯增强镁基复合材料，以实现得到可提高材料力学性能的镁屑回收方法的目的。但利用该方法进行制备，主要存在石墨烯与金属基体的界面关系不明确，石墨烯在金属基体中的形貌和分散均匀性难以控制的缺点，严重影响了氧化石墨烯增强镁基复合材料的性质，而且该方法工艺复杂、制备成本高、易造成环境污染，且其中的氧化石墨烯与镁屑的结合度也差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯增强镁基复合材料的制作方法，此制作方法工艺简单、成本低、镁废屑的回收利用率高。

本发明的另一目的在于提供一种氧化石墨烯增强镁基复合材料，其综合性能较好，氧化石墨烯与镁屑的结合度也好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种氧化石墨烯增强镁基复合材料的制作方法，包括以下步骤：

将氧化石墨进行超声波分散处理，得到氧化石墨烯分散体；

将氧化石墨烯分散体与溶剂、镁屑混合，然后在0.08～0.098MPa、35～100℃下进行干燥，得到屑状复合材料；其中，溶剂选自酒精、水、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，氧化石墨、溶剂、镁屑的用量比为0.25～0.30g：200mL：89.60～89.80g；

将屑状复合材料加热至250～350℃并保温10～20min，再压制成型。

优选地，在本发明较佳实施例中，将氧化石墨进行超声波分散处理时，是将氧化石墨与水按照0.25～0.30g：50～100mL的用量比混合，在20～40KHz下超声波分散处理10～20min。

优选地，在本发明较佳实施例中，在得到氧化石墨烯分散体之后，在将氧化石墨烯分散体与溶剂、镁屑混合之前，还包括：将氧化石墨烯分散体装入密封容器中备用。