[发明专利]石墨烯增强铝基材料、其制备方法、铝合金零部件及压缩机

权利要求书

1.一种石墨烯增强铝基材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，提供改性石墨烯，所述改性石墨烯包括石墨烯主体和附着在所述石墨烯主体表面的改性材料，所述改性材料为TiC、B₄C、WC、ZrC和SiC中的一种或多种；

步骤S2，将基体原料、增强剂与所述改性石墨烯混合后进行成型处理，得到石墨烯增强铝基材料，所述增强剂选自Cu、Mg、Zn中的一种或多种的合金、或碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯中，含有Ti时Ti元素与C元素的质量比为0.4～0.58:1，含有B时B元素与C元素的质量比为0.4～0.58:1，含有W时W元素与C元素的质量比为0.4～0.58:1，含有Zr元素时Zr与C元素的质量比为0.4～0.58:1，含有Si时Si元素与C元素的质量比为0.4～0.58:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，将所述石墨烯和改性剂在第一溶剂中进行第一次超声分散，得到第一初混物，所述改性剂为Ti粉、B粉、W粉、Zr粉和Si粉中的任意一种或多种；

步骤S12，将所述第一初混物进行第一低温球磨混合，得到第一混合物；

步骤S13，将所述第一混合物进行干燥，得到第一干混物；以及

步骤S14，对所述第一干混物进行真空烧结，得到所述改性石墨烯。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述改性剂的平均粒径为5～30μm。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的粒径为5～15μm。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇或去离子水。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一次超声分散的功率为0.2～2Kw。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一低温球磨的转速为200～400r/min、时间为3～5h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一低温球磨的低温保护介质为液氮或液氩。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述真空烧结的温度为1150～1250℃、时间为1～3h。

11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11包括：

将所述石墨烯在所述第一溶剂中超声分散15～30min后，向所述第一溶剂中加入所述改性剂并继续进行超声分散15～60min，得到所述第一初混物。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，将基体粉末与所述改性石墨烯混合，得到改性石墨烯-Al混合粉末，所述基体粉末为铝粉；

步骤S22，将所述改性石墨烯-Al混合粉末、所述增强剂、表面改性剂和熔融基体金属液混合，得到混合液，所述表面改性剂为Ti、Zr和Cr组成的组中的一种或多种，且所述表面改性剂的粒径为20～60μm，所述熔融基体金属液为熔融铝液或熔融铝合金液，所述基体粉末和所述熔融基体金属液构成所述基体原料；

步骤S23，将所述混合液进行浇铸，得到石墨烯增强铝基材料。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯与所述基体粉末的质量比为0.4～0.6：1。