[发明专利]一种石墨烯-氧化铝混杂增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-氧化铝混杂增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料中含有下列重量百分比的组分：

石墨烯0.1-1.0wt％，Al₂O₃1.0-1.2wt％，余量为铜；

所述复合材料的制备包括以下步骤：

S1.将石墨烯进行敏化、活化，在活化后的石墨烯颗粒进行表面化学镀镍处理，得到石墨烯@Ni；

S2.将Cu-Al合金粉末置于球磨罐中进行原位反应球磨，得到Cu-Al₂O₃复合粉末；

S3.将Cu-Al₂O₃复合粉末置于酒精溶液中，搅拌10-30min，随后加入步骤S1得到的石墨烯@Ni，搅拌1.5-2.5h，得到复合粉末悬浮液；

S4.将步骤S3得到的复合粉末悬浮液进行冷冻干燥；

S5.将冷冻干燥后的复合粉末于H₂气氛下进行还原处理；

S6.将还原处理后的复合粉末装入模具内，利用放电等离子烧结工艺进行烧结，制备得到石墨烯-氧化铝混杂增强铜基复合材料；

步骤S2中，采用高纯Ar/O₂混合气体作为气相氧源，通过常温原位反应球磨制备Cu-Al₂O₃复合粉末，反应球磨的时间为72h；

步骤S5中，还原处理的时间为2h，温度为500℃；

步骤S6中，烧结温度700～950℃，保温3～10min，压力30～50MPa，烧结气氛为真空，且真空度<10Pa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，石墨烯敏化、活化处理的方法为：将石墨烯置于超声容器中进行超声分散，取超声分散后的石墨烯浸入SnCl₂敏化液中，再次超声分散处理，取出后过滤，洗涤；然后将敏化处理后石墨烯放入沉钯液中活化，而后超声分散处理，取出后过滤，洗涤。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，石墨烯片层厚度为0.1～3nm，直径为1～2μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述Cu-Al合金粉末采用雾化法制备，Cu-Al合金粉末中Al含量为0.6wt％。

5.权利要求1至4任一项所述方法制备的石墨烯-氧化铝混杂增强铜基复合材料在制备电磁炮导轨材料、大功率雷达部件、ITER垂直靶材散热片、电气化铁路架空导线或汽车自动化焊接电极中的应用。