[发明专利]一种石墨烯-金属复合材料及其制备原料、方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯-金属复合材料制备用预制锭，其特征在于：该预制锭由石墨烯粉末与金属粉末制成，所述石墨烯占预制锭总重量的0.01％～0.3％，所述金属粉末为铝粉或铜粉。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯-金属复合材料制备用预制锭，其特征在于：所述石墨烯包含单层石墨烯、多层石墨烯、机械剥离石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯衍生物的一种或几种。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯-金属复合材料制备用预制锭，其特征在于：所述金属粉末的纯度≥99.9％，目数≥600目。

4.一种石墨烯-金属复合材料，其特征在于：该复合材料由金属材料和权利要求1所述的预制锭按照重量百分比为3.5％～90％∶10％～96.5％制成，所述金属材料的组成成分包含铝、硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、锡、铅中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的一种石墨烯-金属复合材料，其特征在于：该复合材料按照重量百分比由以下组分组成：预制锭10％～95.9％、铝0％～85.9％、硅0％～0.4％、铁0％～0.4％、铜0％～0.1％、锰0.1％～0.4％、镁2.0％～2.8％、钛0％～0.2％，所述预制锭由石墨烯粉末和铝粉制成。

6.如权利要求4所述的一种石墨烯-金属复合材料，其特征在于：该复合材料按照重量百分比由以下组分组成：预制锭25％～96.5％、铝0％～71.5％、硅0.4％～0.8％、铁0％～0.7％、铜0.1％～0.4％、锰0％～0.2％、镁0.8％～1.2％、钛0％～0.2％、铬0％～0.4％、锌0％～0.3％，所述预制锭由石墨烯粉末和铝粉制成。

7.如权利要求4所述的一种石墨烯-金属复合材料，其特征在于：该复合材料按照重量百分比由以下组分组成：预制锭20％～60％、铜0％～40％、锡0％～2.0％、锌0％～34.5％、铅1.5％～2.5％、铝0％～1.0％、铁0％～0.8％、锰1.5％～2.5％，所述预制锭由石墨烯粉末和铜粉制成。

8.一种如权利要求4～7任一项所述的石墨烯-金属复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备石墨烯分散液：将石墨烯粉末加入到无水乙醇中，通过超声分散得到重量浓度为0.1％～6.0％的石墨烯分散液；

S2、制备复合粉体：将金属粉末加入到步骤S1得到的石墨烯分散液中，随后在氩气保护下混合球磨24h，球磨转速为1000rpm/min，然后真空干燥处理得到复合粉体，所述石墨烯占该复合粉体总重量的0.01％～0.3％，所述金属粉末为铝粉或铜粉，其粉末纯度≥99.9％，目数≥600目；

S3、快速烧结制备预制锭：将步骤S2得到的复合粉体通过放电等离子烧结方法制备得到预制锭；

S4、制备石墨烯-金属复合材料：将包含铝、硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、锡、铅中一种或多种化学成分的金属材料与步骤S3得到的预制锭共熔炼成液态，并用100r/min～600r/min的速率搅拌使所述预制锭与所述金属材料混合均匀，再浇铸成圆锭，得石墨烯-金属复合材料。

9.如权利要求8所述的石墨烯-金属复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述放电等离子烧结方法的工艺条件为：烧结温度为400℃～1200℃，烧结时间为5min～30min，外加轴向压力为5MPa～30MPa。

10.如权利要求4～7任一项所述的石墨烯-金属复合材料在制备电子导热、散热元件中的应用，其特征在于：将所述石墨烯-金属复合材料利用冲压、热铸或挤型的成型方式制备成电子导热、散热元件。