[发明专利]高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法

权利要求书

1.高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、制备复合粉体：将质量百分比为95％～99％的电解铜粉和质量百分比为1％～5％的石墨烯放入V型混料器，加入由无水乙醇和丙酮的混合物制成的过程控制剂，再放入钢球，采用90～120r/min的转速用所述V型混料器机械混合60～120h，得到混合均匀的复合粉体；

二、压制制备冷压坯料：将所述复合粉体放入钢模，并经500～1000MPa的压力压制成圆柱状冷压坯料；

三、真空热压烧结制备挤压毛坯：将步骤二所得的所述冷压坯料装入石墨模具中，将石墨模具放入真空度为10^-3～10^-4Pa的真空热压烧结炉中，以10℃/min的速度升温至900～1100℃并保温30min，再以20℃/min的速度升温至1120～1350℃并保温15～45min，施加30～50MPa的压力，并保温保压1.0～3.0h，得到挤压毛坯；

四、热挤压制备棒材：在挤压模具的内表面采取石墨乳润滑，将所述挤压模具预热至450℃，然后将步骤三中的所述挤压毛坯表面均匀涂覆立方氮化硼粉体，随后将所述挤压毛坯加热至950～1050℃并保温处理30～50min，将处理好的所述挤压毛坯放入所述挤压模具中，然后在挤压比为10～27的条件下对所述挤压毛坯进行挤压，得到挤压态的石墨烯增强铜基复合材料棒材；

五、真空热处理制备石墨烯增强铜基复合材料：将步骤四中的所述棒材在温度为600～900℃条件下真空热处理2～8h，得到制成的石墨烯增强铜基复合材料。

2.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述V型混料器中钢球与物料的球料比为10：1～50：1。

3.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述电解铜粉采用平均粒度为20～100μm、纯度为99.9％的电解铜粉。

4.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述过程控制剂中的无水乙醇和丙酮的体积比为3：1～8：1。

5.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤一中，在所述V型混料器中，所有的混合物总量不超过所述V型混料器容积的2/3。

6.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤三中，在对所述石墨模具进保温保压后，对所述石墨模具进行降温处理。

7.根据权利要求6所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，所述降温处理包括：对所述石墨模具以2～10℃/min的速度降温至1080℃～1120℃，最后以2～10℃/min的速度降至室温，得到挤压毛坯。

8.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤四中，在挤压模冲头速度为15～120mm/s的条件下进行挤压。

9.根据权利要求1所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，在步骤五中，将真空热处理的石墨烯增强铜基复合材料放入丙酮-无水乙醇溶液中进行超声处理6～15h，之后再用质量浓度为10％～20％的冰醋酸水溶液进行酸洗5～30min，得到表面光洁度高的石墨烯增强铜基复合材料。

10.根据权利要求9所述的高强高导石墨烯增强铜基复合材料的塑性加工制备方法，其特征在于，所述丙酮-无水乙醇溶液中丙酮与无水乙醇按1︰1的体积比进行混合。