[发明专利]一种基于无机物质的超高性能碳基材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于无机物质的超高性能碳基材料，其特征在于，所述碳基材料是利用非碳元素和石墨烯的碳组成的化学键连接石墨烯片，是将与石墨烯反应生成高强度稳定化学键成键物质与石墨烯粉体均匀混合，经过高温处理制备而成的。

2.根据权利要求1所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于，石墨烯片的层数为1～10层，片径尺寸5nm～20000nm。

3.根据权利要求1所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于，化学键成键物质包括：(a)下列元素的单质纳米粉体：硼、钛、铬、锰、铁、镍、钇、锆、铌、钼、钌、铪、钽、钨、铼、铱；(b)化合物纳米粉体：硼、硅、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钇、锆、铌、钼、钌、镧系元素、铪、钽、钨、铼、铱中一种或几种元素与H、O、N、B、Si五中一种或几种元素组成的无机化合物或组成的MAX材料；(c)硼、硅、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钇、锆、铌、钼、钌、镧系元素、铪、钽、钨、铼、铱中任意两种或者多种物质的纳米合金粉或混合物；(d)含有硼、硅、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钇、锆、铌、钼、钌、镧系元素、铪、钽、钨、铼、铱等元素的有机物质。

4.根据权利要求3所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于无机化合物包括：无机化合物氢化物，硼化物，氮化物，硅化物，硼酸，硼酸盐，硅酸盐，硼氮烷，硅氮烷，Si-O-C-N，硅硼碳氮陶瓷。

5.根据权利要求3所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于MAX材料化学通式为Mn+1AXn，A为主族元素，M代表过渡金属；X为C或者N。

6.根据权利要求3所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于有机硼烷、有机硅烷、有机硼酸酯、聚碳硅烷、硅树脂、金属有机化合物。

7.根据权利要求3所述的一种超高性能碳基材料，其特征在于，无机粉体直径：1-100nm；有机物质分子量：100-1000000。

8.一种权利要求1～7任意一项所述的基于无机物质的超高性能碳基材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法是按下述步骤进行的：按配比称取石墨烯粉和化学键成键物质；将上述原料混合均匀，然后进行高温热处理，制成复合材料。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高温处理温度：1000～3000℃，高温处理总时间1毫秒～500h，可梯度升温；热处理压力：0-200MPa；所用实现高温的设备为放电等离子烧结、真空炉、真空热压烧结炉、热等静压烧结设备、激光3D打印设备和气体保护炉。