[发明专利]一种石墨烯/钛复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/钛复合材料，包括由以下方法制备得到的产物：

1)将氧化石墨烯加入水中，混合并进行超声分散，得澄清的氧化石墨烯溶液；

2)去除钛粉表面的氧化膜；

3)将去除表面氧化膜的钛粉加入所得氧化石墨烯溶液中，得氧化石墨烯/钛混合溶液；

4)将配制好的石墨烯/钛混合溶液进行超声分散，然后进行球磨，球磨后将所得混合液进行冷冻干燥，得混合粉末；

5)将混合粉末充分研磨，然后进行电场激活压力辅助烧结，自然冷却得所述石墨烯/钛复合材料；

所述步骤1)中氧化石墨烯和水的固液比为0.2～0.5:1mg/ml；所述步骤1)中超声分散时间为20min，超声功率为150w；步骤3)中氧化石墨烯与钛粉的重量比为0.005～0.02:1；

所述步骤4)中所述的超声分散过程为：置于超声清洗器中超声40～60min；所述的球磨过程为：采用行星球磨机以50～100r/min的转速、1～5:1的球料比球磨混合1.5～2h。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，所述去除钛粉表面氧化膜的过程为：将浓度为40wt％的氢氟酸、水和浓度为65wt％的硝酸按1:(3～4):(4～6)的体积比进行混合，将钛粉放入其中，超声振动1～2min，再置于水中超声振动1～2min，过滤后进行真空干燥，得所述去除表面氧化膜的钛粉。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，所述的电场激活压力辅助烧结工艺为：在真空度＜1.6×10^-1Pa和烧结压力为30～60MPa的条件下，以100～200℃/min的升温速率加热至1000～1200℃，保温3～5min。

4.权利要求1所述石墨烯/钛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯加入水中，混合并进行超声分散，得澄清的氧化石墨烯溶液；

2)去除钛粉表面的氧化膜；

3)将去除表面氧化膜的钛粉加入所得氧化石墨烯溶液中，得氧化石墨烯/钛混合溶液；

4)将配制好的石墨烯/钛混合溶液进行超声分散，然后进行球磨，球磨后将所得混合液进行冷冻干燥，得混合粉末；

5)将混合粉末充分研磨，然后进行电场激活压力辅助烧结，自然冷却得所述石墨烯/钛复合材料。

5.根据权利要求4所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯和水的固液比为0.2～0.5:1mg/ml；步骤3)中氧化石墨烯与钛粉的重量比为0.005～0.02:1。

6.根据权利要求4所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，所述去除钛粉表面氧化膜的过程为：将浓度为40wt％的氢氟酸、水和浓度为65wt％的硝酸按1:(3～4):(4～6)的体积比进行混合，将钛粉放入其中，超声振动1～2min，再置于去离子水中超声振动1～2min，过滤后进行真空干燥，得所述去除表面氧化膜的钛粉。

7.根据权利要求4所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，步骤3)中所述的超声分散过程为：置于超声清洗器中超声40～60min；所述的球磨过程为：采用行星球磨机以50～100r/min的转速、1～5:1的球料比球磨混合1.5～2h。

8.根据权利要求4所述的石墨烯/钛复合材料，其特征在于，所述的电场激活压力辅助烧结工艺为：在真空度＜1.6×10^-1Pa和烧结压力为30～60MPa的条件下，以100～200℃/min的升温速率加热至1000～1200℃，保温3～5min。