[发明专利]一种石墨烯纳米片/铝复合材料及其制备方法在审
| 申请号： | 201911017757.0 | 申请日： | 2019-10-24 |
| 公开（公告）号： | CN110578076A | 公开（公告）日： | 2019-12-17 |
| 发明（设计）人： | 张占伟;万学谦;赵奕光;马琳;徐荣正;国旭明 | 申请（专利权）人： | 沈阳航空航天大学 |
| 主分类号： | C22C21/00 | 分类号： | C22C21/00;C22C1/05;C22C1/10;B22F9/04;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/20;B22F1/00 |
| 代理公司： | 21109 沈阳东大知识产权代理有限公司 | 代理人： | 徐笑阳 |
| 地址： | 110136 辽宁省沈*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 石墨烯纳米片 铝复合材料 片状铝粉 制备 氩气 无水乙醇溶液 乙醇分散液 分散均匀 复合粉末 复合浆料 机械搅拌 结构损伤 界面结合 球形铝粉 无水乙醇 真空烧结 制备工艺 分散液 热挤压 手套箱 抽滤 冷压 坯料 球磨 移入 | ||
1.一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将粉末状石墨烯纳米片加入无水乙醇中，经机械搅拌、超声分散后，制得石墨烯纳米片的乙醇分散液；
(2)在惰性气体保护下将球形铝粉球磨制得片状铝粉；
(3)将片状铝粉在惰性气体的保护下移入步骤(1)制得的石墨烯纳米片乙醇分散液中，并通过机械搅拌制得石墨烯纳米片/片状铝粉的复合浆料；
(4)将步骤(3)制得的复合浆料经抽滤、干燥后，制得石墨烯纳米片/片状铝粉复合粉末；
(5)将步骤(4)制得的复合粉末经室温冷压、真空烧结后，制得石墨烯纳米片/铝复合材料坯料；
(6)对步骤(5)制备的复合材料坯料进行热挤压，制得石墨烯纳米片/铝复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯纳米片的乙醇分散液中石墨烯纳米片的浓度为0.5g/100ml～1.0g/100ml。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯纳米片的厚度为≤50nm，无水乙醇的含水量为≤0.3wt％；所述步骤(2)中球形铝粉的直径为10μm～20μm，球形铝粉的纯度为≥99％，所述步骤(2)中制得的片状铝粉的厚度为2μm～5μm，片状铝粉的片径尺寸为50μm～100μm。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨机的转数为200rpm～400rpm，球磨罐中磨球与铝粉的质量比为1:1～3:1，球磨时间为1h～3h。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中机械搅拌的搅拌器转速为700rpm，搅拌时间为1h，所述超声分散的时间为1h～2h；所述步骤(3)中用于机械搅拌的搅拌器转速为500rpm～1000rpm，搅拌时间为2h～4h。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的干燥方法为冷冻干燥，冷冻温度为-30℃，干燥时间为48小时。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中冷压最大压力为100MPa，真空烧结的温度为550℃～580℃，真空度不低于1.0×10-3Pa，施加的轴向压力为10MPa～50MPa。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中热挤压温度为420℃～500℃，挤压比为10～40。
9.一种基于权利要求1～8其中任意一项所述制备方法制备的石墨烯纳米片/铝复合材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片/铝复合材料中石墨烯纳米片的质量百分比为0.5％～1.5％。
10.根据权利要求9所述的一种石墨烯纳米片/铝复合材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片/铝复合材料的抗拉强度为130～265MPa，伸长率为10％～18％，维氏硬度为45～55HV。
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