[发明专利]一种石墨烯钢基合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯钢基合金的制备方法。包括以下步骤：(1)选取钢金属基底，对其进行清洁及表面活化处理；(2)把上面预处理后的样品进行镀镍处理；(3)镀镍之后的样品进行镀铜处理，产物水洗、烘干；(4)烘干后的样品高温化学气相沉积石墨烯，石墨烯生成的同时对钢基底/镀镍和镀镍/镀铜金属的界面处合金生成控制，然后冷却即可。其在钢金属基底上进行镀镍、镀铜处理后，在高温条件下在其表面生成石墨烯，与此同时钢基底/镀镍层形成铁镍合金(或铁铬镍合金)，镀镍层与镀铜层形成铜镍合金，基底双层合金配合石墨烯达到了增强了复合材料整体的耐腐蚀性，且不影响钢金属基底的导电性能和导热性能的效果。

技术领域

本发明属于金属功能材料技术领域，具体涉及一种石墨烯钢基合金的制备方法。

背景技术

目前工业上的接地网普遍都使用碳钢以及铜包钢作为接地网，但是目前的最大的问题在于接地网材料易被腐蚀，导致性能下降甚至完全丧失接地网材料的功效。

传统的钢材防腐的方法主要有有机涂层涂覆、聚合物保护、氧化层保护、阳极氧化、化学改性、异金属包覆、喷漆等等，但是它们大多要改变基材的尺寸、颜色和光学性能，并且影响材料的电学性质和热学性质，并且所用到有机或无机材料对使用当地产生或多或少的环境影响，所以发展最小限度改变原材料物理性能的超薄保护层是必然的趋势。

专利CN201510527327.9在钢基底上进行镀镍，利用不同电镀电流进行制备仿生突触，形成良好的疏水性，但是由于这种突触直接影响镍金属表面结构，但是基底是镍金属单质，对于防腐的效果不会太理想。

专利CN105385958A中，通过合金初始固溶后再对其冷轧退火处理。使双相不锈钢中铁素体的小角度晶界比例升高，满足特定取向(K-S和N-W)关系的比例增加，这些低能界面密度的提高使得合金晶界间的腐蚀能力得到提高，其专利是通过两次真空条件升温并保温处理工艺，其工艺相对较为繁琐。同时其未给出合金的抗腐蚀性的数据，对其抗腐蚀性能力不得而知。

专利CN103074634A通过对不锈钢样品双阶跃点化学处理、H₂O₂化学处理、以及热处理相结合的方法，在不锈钢表面形成耐蚀性和抗氧化性的薄膜。

石墨烯是一种理想的二维晶体，它是由碳六元环组成的二维蜂窝状点阵结构的碳材料，石墨烯材料具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性以及疏水性等一系列突出的性能，使其运用到光学传感器，选择性检测DNA，超级电容器太阳能电池等领域。其中CVD法能制备出高质量大面积的石墨烯，产业化生产方法是将催化金属放入到充满保护气体的加热容器内，在保护气体并且隔绝空气的情况下升至高温条件，在通入碳源，高温条件把碳源进行裂解并在催化金属表面生成数层或单层的石墨烯薄膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种石墨烯钢基合金的制备方法。其在钢金属基底上进行镀镍、镀铜处理后，在高温条件下在其表面生成石墨烯，与此同时钢基底/镀镍层形成铁镍合金(或铁铬镍合金)，镀镍层与镀铜层形成铜镍合金，基底双层合金配合石墨烯达到了增强了复合材料整体的耐腐蚀性，且不影响钢金属基底的导电性能和导热性能的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯钢基合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取钢金属基底，对其进行清洁及表面活化处理；

(2)把上面预处理后的样品进行镀镍处理；

(3)镀镍之后的样品进行镀铜处理，产物水洗、烘干；

(4)烘干后的样品高温化学气相沉积石墨烯，石墨烯生成的同时对钢基底/镀镍和镀镍/镀铜金属的界面处合金生成控制，然后冷却即可。