[发明专利]石墨烯/纳米铝粉复合粉体、包含该复合粉体的石墨烯/铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，

包括纳米级铝粉或铝合金粉末、石墨烯和粘接剂，其中：

所述纳米级铝粉或铝合金粉末，粒度为50～100nm；

所述石墨烯，平均层数为3～4层，片径为100nm～3μm；

所述粘接剂，由环氧树脂和/或酚醛树脂+环氧稀料+乙二胺和/或NL固化剂组成；

所述纳米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯通过所述粘接剂粘结在一起；

所述纳米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯的质量比为10～20:1。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，所述纳米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯的质量比为15～18:1。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，所述粘接剂以重量计的配比为环氧树脂∶环氧稀料∶乙二胺＝7～10∶10～12∶1～3；或者所述粘接剂以重量计的配比为酚醛树脂∶环氧稀料∶NL固化剂＝8～11∶10～12∶1～3。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，所述粘接剂重量占所述纳米级铝粉或铝合金粉末、所述石墨烯和所述粘接剂总重量的5％～8％。

5.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，所述纳米级铝合金粉末选自ZL101、ZL101A、ZL102、6061、6063。

6.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体，其特征在于，所述石墨烯的片径为1-3μm。

7.制备权利要求1～6任一项所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将称好的所述纳米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯混合5～10min，得到混合粉末；

(2)将所述混合粉末倒入研钵中，将所述环氧树脂和/或酚醛树脂+环氧稀料形成的均匀混合液倒入所述研钵中，用所述研钵研磨5～10min后，再倒入球磨机中混合10～20min后，再加入乙二胺和/或NL固化剂进行常温固化；

(3)固化完成后继续用球磨机混合25～35min，制备出石墨烯/纳米铝复合粉体。

8.一种石墨烯/铝基复合材料，其特征在于，所述石墨烯/铝基复合材料由权利要求1～6任一项所述的石墨烯/纳米铝粉复合粉体和微米级铝粉或铝合金粉末复合而成，将所述石墨烯/铝基复合材料的总质量分数计为100％，其中所述微米级铝粉或铝合金粉末、和所述纳米级铝粉或铝合金粉末的质量分数为90％～99.9％，所述石墨烯的质量分数为0.1％～10％。

9.制备权利要求8所述的石墨烯/铝基复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按权利要求8所述的质量配比将微米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯/纳米铝粉复合粉体混合，得到复合粉末；

(2)将步骤(1)得到的复合粉末进行高压烧结，工艺参数为：烧结温度400℃～750℃，烧结压力3.2GPa～5.2GPa，保温保压时间20～45min，得到高压烧结的石墨烯/铝基复合材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，烧结温度为450℃～550℃，烧结压力4.0GPa～4.5GPa，保温保压时间30～40min。

11.制备权利要求8所述的石墨烯/铝基复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按权利要求8所述的质量配比将微米级铝粉或铝合金粉末与所述石墨烯/纳米铝粉复合粉体混合，得到复合粉末；

(2)将步骤(1)得到的复合粉末进行热压烧结，工艺参数为：在290～310℃保温25～35分钟，烧结温度480℃～535℃，烧结压力25MPa～50MPa，热压烧结时间100～210min，得到热压烧结的石墨烯/铝基复合材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，300℃保温30分钟，烧结温度为500℃～525℃，烧结压力35MPa～38MPa，热压烧结时间120～130min。