[发明专利]原位合成三维石墨烯增强铜基复合材料制备方法

摘要

本发明涉及一种原位合成三维石墨烯增强铜基复合材料制备方法,包括以三水合硝酸铜为铜源与固体碳源葡萄糖或柠檬酸与水溶性盐模板氯化钠混合，之后加入去离子水中溶解，搅拌均匀，得到前驱体溶液；冷冻干燥脱水得到混合粉末前驱体；升温至600～800℃，保温1～3h，之后快速降温冷却，得到自组装体粉末；抽滤洗去氯化钠，真空干燥；倒入硝酸铜的乙醇溶液；水浴蒸干，并于真空干燥；在气氛保护下，升温至600～800℃，保温1～3h，随炉降温，得到三维石墨烯‑铜颗粒复合粉末；真空热压烧结技术成型。本发明所制得的块体材料具有石墨烯分散性好、与铜基体结合紧密的特点；同时具有强韧兼备的优异力学性能。

主权项

一种原位合成三维石墨烯增强铜基复合材料制备方法,其特征在于包括以下过程：①以三水合硝酸铜为铜源，按C与Cu元素摩尔比为3:1～4:1与固体碳源葡萄糖C6H12O6或柠檬酸C6H8O7，按照Na与Cu的元素摩尔比100:1～200:1与水溶性盐模板氯化钠NaCl混合，之后按照NaCl与水的质量比为1:3～1:5加入去离子水中溶解，磁力搅拌均匀，得到均一透明的前驱体溶液；②将步骤①中的前驱体溶液冷冻干燥脱水后得到的干燥固体粉末，研磨过筛后得到混合粉末前驱体；③将步骤②得到的复合粉末前驱体，在气氛保护下，升温速率为2～10℃/min升温至600～800℃，保温1～3h，之后快速降温冷却，得到三维氯化钠‑石墨烯负载铜纳米颗粒的自组装体粉末；④将步骤③得到的自组装体粉末使用去离子水抽滤洗去氯化钠，真空干燥后得到三维石墨烯负载铜纳米颗粒复合粉末材料；⑤将步骤④得到的粉末材料倒入硝酸铜的乙醇溶液中，硝酸铜中铜元素与粉末材料中碳元素质量比为30:1～100:1，磁力搅拌均匀，超声处理半小时以上；置于70℃水浴锅内搅拌蒸干，并于真空干燥箱中80℃干燥得到碱式硝酸铜包覆三维石墨烯复合粉末材料；⑥将步骤⑤得到的粉末置于方舟中，在气氛保护下，升温速率为2～10℃/min升温至600～800℃，保温1～3h，随炉降温，得到三维石墨烯‑铜颗粒复合粉末；⑦将步骤⑥的得到的粉末材料置于石墨模具内，采用真空热压烧结技术成型，烧结温度为600～800℃，烧结保温时间0.2～1h，得到三维石墨烯增强铜基块体复合材料。