[发明专利]一种短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于：该材料含有以下重量百分比的组分：短碳纤维0.5-3.0wt％，石墨烯1.0-4.0wt％，余量为Cu，该材料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合材料混合粉体的制备：量取氧化石墨烯水溶液，在电动搅拌的情况下，向氧化石墨烯水溶液中加入短碳纤维，搅拌得到短碳纤维和氧化石墨烯水溶液混合浆料，加入质量分数为80％的水合肼溶液，再加入Cu粉，180–240r/min转速下搅拌2-4h成泥浆状，获得复合材料混合粉体泥浆，随后使之完全冷冻成冰，然后将冻实的复合材料混合粉体泥浆在真空度为1–10Pa的冷冻干燥箱中去除水分和水合肼，即得到复合材料混合粉体；

(2)复合材料的烧结：将步骤(1)得到的复合材料混合粉体装入钢制模具中，使用粉末压力机将复合材料混合粉体冷压成型，然后将冷压成型的复合材料混合粉体置于真空热压烧结炉中进行热压烧结，烧结完成并冷至室温后，脱模即得短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料。

2.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯水溶液的浓度为15–20mg/mL。

3.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中短碳纤维的长度为1–2mm。

4.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水合肼溶液的加入量按水合肼溶液与氧化石墨烯水溶液的体积比为1：500计算。

5.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中Cu粉的粒径为5–20μm。

6.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中复合材料混合粉体泥浆的冷冻温度为-40–-60℃，冷冻时间为4-8h。

7.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中复合材料混合粉体冷压成型的压力为450–550MPa。

8.根据权利要求1所述的短碳纤维复合石墨烯强化铜基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷压成型的复合材料混合粉体的热压烧结条件如下：真空度在0.1Pa以下，施加压力为45–65MPa，加热程序控制为：先以70-90℃/h升至400℃，再以150-180℃/h的速率升至850–950℃，保温2-3h后，开始降温，至炉冷至100℃取出空气冷却至室温。