[发明专利]一种石墨复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨复合材料，由基体石墨，及其表层的铜金锌合金层构成，所述铜金锌合金层由铜镀层、金镀层和锌镀层经合金化处理得到，所述铜金锌合金层由以下组分按重量百分比组成：铜15%～78%，金2%～55%，锌20%～30%；

所述的石墨复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1) 酸处理：将石墨放入浓硫酸和浓硝酸的混合液中超声处理，清洗干净后得到酸处理后的石墨；

(2) 敏化处理：取氯化亚锡溶解于浓盐酸，稀释后得到敏化液，然后将步骤(1)所得酸处理后的石墨加到敏化液中超声处理，清洗干净后得到敏化处理的石墨；

(3) 活化处理：取氯化钯溶解于浓盐酸，稀释后得到活化液，然后将步骤(2)所得敏化处理的石墨加入到活化液中超声处理，清洗干净后得到活化处理的石墨；

(4) 石墨表面镀铜：将步骤(3)所得活化处理的石墨加入到铜镀液中，并加入联吡啶作为稳定剂，将镀液加热，然后加入乙醛酸作为还原剂，调节pH ，反应一定时间后将石墨取出，清洗干净后得到镀铜的石墨；

(5) 石墨表面镀锌：将步骤(4)所得镀铜的石墨加入到锌镀液中，升温至沸腾，反应一定时间后将石墨取出，清洗干净后得到镀覆铜锌的石墨；

(6) 铜锌镀层的初步合金化处理：将步骤(5)所得镀覆铜锌的石墨经冷冻干燥，然后加热至240～280℃，使得铜锌镀层合金化，然后进行淬火处理，经清洗、干燥后得到镀覆铜锌合金的石墨；

(7) 石墨表面镀金：将步骤(6)所得镀覆铜锌合金的石墨加入到金镀液中，将镀液加热，反应一定时间后将石墨取出，清洗干净后得到镀覆铜锌金的石墨；

(8) 石墨表面再次镀锌：将步骤(7)所得的镀覆铜锌金的石墨加入到锌镀液中，重复步骤(5)操作，得到镀覆铜金锌的石墨；

(9) 铜金锌镀层的合金化处理：将步骤(8)所得镀覆铜金锌的石墨经冷冻干燥，然后加热使得铜金锌镀层充分合金化，然后进行淬火处理，经清洗、干燥后得到表面镀覆铜金锌合金的石墨复合材料。

2.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述铜金锌合金层的厚度为2～60μm。

3.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述步骤(2)中氯化亚锡与浓盐酸的质量体积比为1：1g/mL ，所述浓盐酸的质量浓度为36～38%，原料按体积份计，取2～3份氯化亚锡的浓盐酸溶液，加水稀释至100份，得到敏化液。

4.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述步骤(3)中氯化钯与浓盐酸的质量体积比为1：20g/mL ，所述浓盐酸的质量浓度为36～38%，原料按体积份计，取1～3份氯化钯的浓盐酸溶液，加水稀释至100份，得到活化液。

5.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述步骤(4)中铜镀液，由以下方式得到：原料按重量份计，称取25～35份的CuSO₄·5H₂O，70～90份的EDTANa₂，25～30份的NaKC₄H₄O₆·4H₂O，30～35份的KOH，溶解于400～450份的水中，搅拌均匀后得到铜镀液。

6.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述步骤(4)中，原料按体积份计，取20～30份铜镀液，加入10～15份2,2-联吡啶溶液，联吡啶溶液浓度为(0.1～0.3g)/100mL ，然后加水稀释至80～100份，然后加入步骤(3)所得活化处理的石墨，利用水浴将镀液加热至55～65℃，加入1～2份乙醛酸，采用10mol/L的KOH调节反应液的pH至11.5～13。

7.根据权利要求1所述的石墨复合材料，其特征在于，所述步骤(5)中锌镀液，由以下方式得到：配制浓度为0.6～0.8g/mL 的氯化锌溶液，原料按体积份计，取400份氯化锌溶液，添加30～35份2,2-联吡啶溶液，加入粒径为100～300um的锌粉，搅拌后得到锌镀液。