[发明专利]一种基于脉冲磁振荡制备石墨烯-金属复合材料的方法

摘要

本发明属于石墨烯‑金属复合材料制备技术领域，提供了一种基于脉冲磁振荡制备石墨烯‑金属复合材料的方法。该方法通过在金属冷凝过程中，采用脉冲磁场，将石墨不断拉伸剥离为石墨烯，同时电磁振荡力使金属树枝晶破碎，石墨烯与金属在晶粒层面接触，从而获得晶粒细小、石墨烯分散均匀的石墨烯‑金属复合材料。与传统方法相比，该发明既能剥离制备石墨烯，解决石墨烯的分散性问题，同时制得复合材料具有更小的晶粒尺寸，力学性能更为优异。

主权项

1.一种基于脉冲磁振荡制备石墨烯‑金属复合材料的方法，其特征在于，先采用氧化法将天然鳞片石墨制成可膨胀石墨，并使其层离膨胀；然后将金属加热至熔融状态，向其加入膨胀石墨，并使膨胀石墨分散于熔融金属的表面；在金属冷凝过程中，施加脉冲磁场，使金属熔体表面产生方向不断变化的电磁振荡力，将石墨逐步拉伸剥离为石墨烯，同时电磁振荡力使金属树枝晶破碎，石墨烯与金属在晶粒层面接触，从而获得晶粒细小、石墨烯分散均匀的石墨烯‑金属复合材料，具体步骤如下：（1）将天然鳞片石墨加入到浓硫酸中，再依次加入乙酸酐、双氧水及重铬酸钾，不断搅拌，在35～55℃下反应一段时间后，洗涤至中性，并在60℃下烘干，然后将其高温层离，得到膨胀石墨待用；（2）在电阻炉内将金属加热熔融，同时预热装有温度采集装置的坩埚，将熔融金属浇注进入坩埚后，将由步骤（1）预处理得到的膨胀石墨也加入坩埚，搅拌使其均匀分散于熔融金属的表面，并保温30～40min；（3）当金属熔体的温度降至液相线以下时，将坩埚置于磁振荡线圈内，在一定的处理电压、处理频率及趋肤深度下，向熔体施加高频脉冲磁振荡，直至金属冷却至固相线以下并完全凝固为止；所述处理电压为1000～1500V；处理频率为40～60Hz；趋肤深度为1.5～2mm。