[发明专利]一种石墨烯钢基合金的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取碳钢金属基底，对其进行清洁及表面活化处理；

（2）把上面预处理后的样品进行镀镍处理；

（3）镀镍之后的样品进行镀铜处理，产物水洗、烘干；

（4）烘干后的样品高温化学气相沉积石墨烯，石墨烯生成的同时对钢基底/镀镍和镀镍/镀铜金属的界面处合金生成控制，然后冷却即可。

2.根据权利要求1所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述的清洁处理为对不锈钢表面进行粗糙的机械处理，除去表面的大部分污渍，再对样品机械抛光成镜面程度，之后把样品放置到乙醇溶液中进行超声处理，去离子水超声清洗；超声后的样品进行化学除油处理；

所述的表面活化处理为将清洁处理后的样品放置到酸液中超声活化；酸溶液为20~36wt%的HCl：200~300g/L，活化温度为15~25℃，活化时间为10~60s。

3.根据权利要求2所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述除油为将样品放入除油液中超声除油，除油液的配方：NaOH：60~80g/L，Na₂CO₃：20~40g/L，Na₃PO₄：50~70g/L，NaSiO₃：10~15g/L，除油温度为50~70℃，超声除油时间为0.5~3min。

4.根据权利要求1所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述镀镍处理为：把步骤1预处理后的样品进行预镀镍处理，然后进行镀镍处理。

5.根据权利要求4所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述的预镀镍为将样品放入预镀镍液电镀预镀镍，预镀镍液组成：酸溶液为20~36wt%的HCl ：200~300g/L，NiCl₂·6H₂O：200~250g/L，电流密度5~8A/dm²，电镀温度15~25℃，电镀时间4~6min；

所述的镀镍为将样品放入镀镍液电镀镀镍，镍镀液的配方为：NiSO₄·7H₂O：140~200g/L，Na₂SO₄·10H₂O：60~80g/L，MgSO₄·7H₂O：30~50g/L，H₃BO₃：30~50g/L，NaCl：10~15g/L，C₁₂H₂₃SO₄Na：0.1g/L，用硫酸调整pH值为4.5~5.3，电流密度为0.5~1.2A/dm²，电镀温度为20~40℃，电镀时间10~60min。

6.根据权利要求1所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述镀铜为将样品放入镀铜液电镀镀铜，镀铜液的配方为：CuSO₄：200g/L，浓H₂SO₄：65g/L，HCl溶液3ml/L，开缸剂910MU：6ml/L，填平剂910A：0.6ml/L，光亮剂910B：0.3ml/L：镀铜温度20~30℃，电流密度4~10A/dm²，电镀时间为30~120min。

7.根据权利要求1所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，镀镍层的厚度1~5μm；镀铜层厚度50~500μm。

8.根据权利要求1所述的石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，所述的化学气相沉积法为：将样品放置到管式炉内，抽真空，通入氩气反复洗气，以氢气为保护气体升温度800~1050℃，达到设定温度后，再按气体体积比例为H₂﹕CH₄=1~4:1通入石墨烯生长所需H₂和CH₄气体进行化学气相沉积反应，反应结束，快速冷却至室温，冷却后即得到石墨烯钢基合金复合材料。