[发明专利]一种石墨烯泡沫铝复合金属材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于，所述复合金属材料由下列重量份的原料制备而成：

金属铝粉72-80份

石墨粉8-10份

发泡剂2-10份

分散剂1.5-5份

插层剂0.5-3份

其中，所述的金属铝粉为高纯铝粉、铝镁合金粉、铝铜合金粉、铝锰合金粉和铝硅合金粉的一种或几种的共混物，所述金属铝粉的颗粒度为200-800目；所述的石墨粉原料为鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨、氧化石墨中的至少一种；所述的发泡剂为TiH₂、ZrH₂、CaH₂中的一种或几种的混合物；所述的分散剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、聚己二酸乙二醇酯、邻苯二甲酸酯、柠檬酸酯、乙酰柠檬酸酯、单甘酯和季戊四醇酯的一种或几种的混合物；所述的插层剂为氧化石墨烯量子点、石墨烯量子点、单层MoS₂和单层黑磷材料的一种或几种混合物；

所述石墨烯泡沫铝复合金属材料，采用金属铝粉和石墨粉为原料，与发泡剂共混进行发泡处理得到石墨烯泡沫铝复合金属材料，具体方法如下：

（1）将8-10重量份石墨粉、0.5-3重量份插层剂和1.5-5重量份分散剂在高速混合机中以600-1200rpm的转速混合分散10-25min，对所述石墨粉进行插层、剥离和分散处理，得到分散石墨烯；

（2）将步骤（1）得到的分散石墨烯与2-10重量份份发泡剂共同加入真空容器中，搅拌均匀，得到石墨烯/发泡剂混合粉末；

（3）将步骤（2）得到的石墨烯/发泡剂混合粉末与72-80重量份份所述金属铝粉混合，搅拌均匀，然后注入磨具中，压实后初步成型，得到结构件前驱体；

（4）对所述初步成型的结构件前驱体，采用激光烧结工艺，使前驱体中的发泡剂均匀分解放出气体，气体的膨胀使铝合金成泡沫状，并使石墨烯分散于泡沫的界面，冷却即得到石墨烯泡沫铝复合金属材料。

2.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：所述高速混合机的处理温度设置在200-400℃。

3.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：步骤（2）中所述真空容器的材质为304不锈钢，真空度为10-1000Pa。

4.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：步骤（2）中，所述的搅拌处理的搅拌转速为100-600转/分钟。

5.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：步骤（2）中，所述的搅拌混合温度小于200℃，防止发泡剂发生分解反应。

6.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：步骤（3）中，所述压实的方法是采用0.1-1MPa的流体静压力压紧，得到结构件前驱体。

7.根据权利要求1所述一种石墨烯泡沫铝复合金属材料，其特征在于：所述激光烧结工艺是采用CO₂激光器或Nd:YAG激光器，激光器的功率为1-3KW，扫描速度为150－320mm/s。