[发明专利]石墨烯金属粉末混合装置及粉末混合方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯金属粉末混合装置，包括：传送装置，包括传送带、真空箱体、真空泵和加热设备，真空泵用于对真空箱体进行抽真空，传送带的相对的传送表面之间形成空腔，真空箱体和加热装置设置于空腔中，真空箱体相对于加热装置设置于传送带的传送方向的更上游，真空箱体的上表面与传送带的上传送表面贴合，真空箱体的上表面具有孔状结构，传送带为过滤膜，真空箱体的孔状结构的孔径大于或等于过滤膜的孔径；石墨烯喷淋设备，隔空设置于传送带的上传送表面上；以及酒精喷淋设备，隔空设置于传送带的上传送表面上。本发明还公开了一种石墨烯金属粉末混合方法。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，特别是涉及一种石墨烯金属粉末混合装置及粉末混合方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子构成的二维纳米材料，呈单层片状结构(厚度仅为几个纳米)。由于其独特的二维蜂窝晶体结构和极高的键强度，是目前世界上已知的比强度最高、最坚硬的纳米材料，其断裂强度高达130Gpa，基于石墨烯的优良特性，其被用于制备石墨烯金属复合材料。石墨烯与金属复合的工艺方法目前主要有两种：熔融铸造法和粉末冶金法。采用熔融铸造法制备石墨烯金属复合材料时，由于石墨烯与金属二者密度差异大，石墨烯很难在金属液内部均匀分散，此外，二者在材料制备过程中还有可能发生高温界面反应，恶化材料性能。因此石墨烯金属复合材料较少采用熔融铸造法来制备。采用粉末冶金法制备石墨烯金属复合材料时，需先获得石墨烯和金属均匀混合的粉体，然后通过后续的压力加工来制备石墨烯金属复合块体材料，最大限度地抑制了传统熔融铸造法带来的高温界面反应。因此，石墨烯金属复合材料一般采用粉末冶金法来制备。

铝及铝合金具有较高的比强度，在社会生活的各个方面均有较多的应用。粉末冶金法是目前最常用的制备石墨烯铝复合材料的方法，要得到高质量的石墨烯铝复合材料，需要石墨烯和铝粉进行充分混合，形成基本均一相，并且要求混合粉末完全干燥。传统的混合方法的粉末混合阶段通常是在液相中进行，但是铝粉成型过程中，要求铝粉完全干燥，采用先将石墨烯与铝粉混合后，再进行干燥，混合步骤复杂，制备周期较长，干燥方式能耗大，影响石墨烯铝复合材料的产业化推进。

发明内容

基于此，有必要针对传统方法中石墨烯和铝粉混合粉末的混合步骤复杂，制备周期较长的问题，提供一种石墨烯金属粉末混合装置及粉末混合方法。

一种石墨烯金属粉末混合装置，包括：

传送装置，包括传送带、真空箱体、真空泵和加热设备，其中，所述真空泵用于对所述真空箱体进行抽真空，所述传送带包括上下相对设置上传送带和下传送带，所述上传送带和所述下传送带首尾相接形成一个空腔，所述真空箱体和所述加热装置设置于所述空腔中，所述真空箱体的上表面与所述上传送带贴合，所述真空箱体的所述上表面具有孔状结构，所述传送带设置有过滤膜，所述上传送带上的溶剂能够透过所述过滤膜和所述真空箱体的所述上表面而进入所述真空箱体内部，并且石墨烯和金属粉末不能够透过所述过滤膜；

石墨烯喷淋设备，隔空设置于所述传送带的所述上传送带上方，用于盛放石墨烯分散液并向所述上传送带上喷洒所述石墨烯分散液；

酒精喷淋设备，隔空设置于所述传送带的所述上传送带上方，并且所述酒精喷淋设备沿所述上传送带的传送方向设置于所述石墨烯喷淋设备的下游，用于盛放酒精并向所述上传送带上喷洒所述酒精。

在其中一个实施例中，所述酒精喷淋设备有多个，所述石墨烯喷淋设备及多个所述酒精喷淋设备等间隔依次沿所述传送方向并排设置。

在其中一个实施例中，所述过滤膜的孔径为0.1μm～0.45μm。

在其中一个实施例中，所述真空箱体的所述孔状结构的孔径为5mm～25mm。

在其中一个实施例中，所述过滤膜的材料为硝酸纤维素滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、醋酸纤维素滤膜、聚酰胺滤膜、聚四氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜中的一种或多种，和/或，所述真空箱体的所述上表面的材料为橡胶。