[发明专利]金属的石墨烯改性方法

说明书

本发明提供一种金属的石墨烯改性方法，其步骤包含：提供金属粉末、墨烯粉末及黏着剂，金属粉末包含复数金属颗粒，石墨烯粉末包含复数石墨烯微片，各石墨烯微片包含相连的数石墨烯分子，各石墨烯分子以一个混层轨域sp3键连接一硬脂酸官能基；将金属粉末、石墨烯粉末黏着剂混合磨擦生热使各硬脂酸官能基连接的各混层轨域sp3键吸热后断裂，各石墨烯分子藉由断裂的混层轨域sp3键键接其他的石墨烯分子而使石墨烯分子包覆各金属颗粒；烧结金属颗粒使金属颗粒融合为一金属本体且石墨烯分子构成立体网状之形态结合于金属本体之内。

技术领域

本发明涉及石墨烯金属复合材料，特别涉及一种金属的石墨烯改性方法。

背景技术

目前，碳化硅、氧化铝增强铜基复合材料的制备和应用已经趋于成熟，但其综合性能和实际需求还有一段距离，而石墨烯具备优异的机械性能、热学性能和电学性能，是制备导热复合材料最为理想的增强体之一。然而，现在有关石墨烯增强铜铝基复合材料的研究尚处于起步阶段，亟待进行相关的研究工作。如何将石墨烯均匀分散到铜铝基体中，同时使石墨烯和金属间形成良好的接触界面是研究中的重点难题。

再者，现有的改性技术中，对于有机材料一般加入增黏剂增加材料黏性以固定不同的有机材料；无机材料在溶液中一般呈离子态而具有断裂的键结，故一般加入扩链剂，藉由键结固定不同的无机材料。然而，有机材料与无机材料的特性迥异，有机材料与无机材料之间目前并无良好的固定方法。因此，有机石墨烯与无机金属不易均匀地结合。

有鉴于此，本发明人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述之问题点，即成为本发明人改良之目标。

发明内容

本发明提供一种金属的石墨烯改性方法其能均匀分布石墨烯于金属内。

本发明提供一种金属的石墨烯改性方法，其步骤包含：提供金属粉末、石墨烯粉末及黏着剂，金属粉末包含复数金属颗粒，黏着剂包含蜡材料，石墨烯粉末包含复数石墨烯微片，各石墨烯微片包含相连的数石墨烯分子，各石墨烯分子包含环状连接的六个碳原子，各石墨烯分子的其中一碳原子以一个混层轨域sp3键连接一硬脂酸官能基，黏着剂包含重量百分比0.5~2%的偶合剂以及重量百分比5~20%的分散剂，偶合剂为钛酸酯及有机铬络合物的其中之一，分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺及脂肪酸聚乙二醇酯的其中之一；将金属粉末、石墨烯粉末黏着剂混合为一粉末原料，混合磨擦生热使各硬脂酸官能基连接的各混层轨域sp3键吸热后断裂，硬脂酸官能基自各石墨烯分子分离后，各石墨烯分子藉由断裂的混层轨域sp3键键接其他的石墨烯分子而使石墨烯分子包覆各金属颗粒；烧结金属颗粒使金属颗粒融合为一金属本体且石墨烯分子构成立体网状形态结合于金属本体之内。

本发明的石墨烯改性方法，其初胚包含均匀混合的金属颗粒及石墨烯微片，各石墨烯微片被固体的黏着剂包覆而黏合金属颗粒。

本发明的石墨烯改性方法，更包含：加热粉末原料至融熔为一液态混合原料，液态混合原料包含金属粉末、液态的黏着剂以及石墨烯粉末；将液态混合原料注入一模具中射出成型而固化成为一初胚；以及除去初胚中的黏着剂形成一脱蜡半成品，先对初胚进行溶剂脱蜡除去部分的黏着剂，使脱蜡半成品内部形成间隙再进行热脱蜡，热脱蜡的温度介于140℃至170℃之间，其中在步骤f中烧结脱蜡半成品使金属颗粒融合为金属本体。

本发明的石墨烯改性方法，其以氮气或氢气热烧结方式烧结脱蜡半成品。

本发明的石墨烯改性方法，其溶剂脱蜡将初胚浸入一溶液中以溶解黏着剂。其热脱蜡将初胚热处理以汽化黏着剂。

本发明的石墨烯改性方法，其以真空热压烧结方式烧结金属颗粒。

本发明的石墨烯改性方法，其金属本体为铝或铜。

本发明所述金属的石墨烯改性方法，其各金属颗粒为树枝状电解铜颗粒。粉末原料以行星式搅拌混合而成。石墨烯粉末在该粉末原料中的重量百分比小于5%。