[发明专利]一种高强钛合金-石墨烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强钛合金-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，取适量钛合金粉体和石墨烯组成的混合粉体、磨球和分散剂置于球磨机中，进行低温球磨处理；所述石墨烯的添加量为所述石墨烯和所述钛合金粉体总量的0.1-3.0wt.％；

所述混合粉体由所述钛合金粉体和所述石墨烯经混料处理而成，所述混料处理包括两次混料处理，其中，一次混料由V型混粉机完成，二次混料由VC高效混合机完成；所述一次混料的转速为5-40r/min、混料时间为20-50h；所述二次混料的转速为50-300r/min、混料时间为15-60min；

所述低温球磨的温度控制在78K-100K，球料比为20-50:1，球磨速度为20-40r/min，球磨时间为1.5-6h；

步骤二，将步骤一所制得的材料装入包套内依次进行脱气保温处理和热等静压处理，最终得到所述高强钛合金-石墨烯复合材料；其中热等静压温度为800-950℃、压力为120-150MPa，保持时间为3-6h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述石墨烯的添加量为0.5-2wt.％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，采用充入液氮的方式维持低温。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钛合金粉体的平均粒度为100-300μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钛合金的牌号为TC4、TA10、TB6或TC5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钛合金粉体的元素含量按质量百分比为：铝5.5～6.7％、钒3.5％～4.5％、氧0.13～0.18％、氮0.04％、氢0.012％、铁0.30％、碳0.10％，其余为钛和微量元素。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯采用化学气相沉积方法制备。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，进行所述脱气保温处理时，保温温度为300-500℃、真空度为2×10^-3Pa以下，保持时间为4-10h。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述包套为内腔直径为80-120mm，内腔高度为85-300mm、厚度为2-3mm的低碳钢包套。

11.一种高强钛合金-石墨烯复合材料，通过如权利要求1-10中任一项所述制备方法制备而成。