[发明专利]一种制备镀铬石墨烯/铜复合粉末的方法

说明书

本发明公开了一种制备镀铬石墨烯/铜复合粉末的方法,具体为：将硫酸铬溶液加入氧化石墨烯溶液，进行化学镀铬，得到镀铬石墨烯混合溶液；在镀铬石墨烯混合溶液中加入铜粉，均匀分散后，加入水合肼，进行还原反应；对反应后的混合溶液进行离心、清洗，并对沉淀物进行干燥，即得到镀铬石墨烯/铜复合粉末。本发明通过对石墨烯化学镀铬进行表面改性，使石墨烯层片之间插入了铬粒子，从而使得石墨烯在与铜粉混合时，石墨烯不易产生团聚现象。通过镀铬石墨烯制备出镀铬石墨烯/铜复合粉末混合分散的更均匀，有利于获得组织均匀，强度和电导率均较高的石墨烯增强铜基复合材料。

技术领域

本发明属于金属基复合材料制备技术领域，涉及一种制备镀铬石墨烯/ 铜复合粉末的方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，对材料综合性能的要求越来越高，单一性能优越的材料已无法满足现实应用的需求，具有优良综合性能的铜基复合材料材料越来越受到重视，石墨烯因具有优异的导电导热及良好的力学性能成为铜基复合材料的理想增强体，因此制备高性能的石墨烯/铜基复合材料成为研究热点，石墨烯与铜粉混合分散的均匀程度决定石墨烯/铜复合材料的性能，石墨烯/铜复合粉末混合分散的越均匀，用其制备的复合材料的组织就越均匀，硬度及导电性能就越好。

目前，常用的制备石墨烯/铜复合粉末主要制备方法有机械球磨法和分子水平混合法等，由于石墨烯片层之间易产生团聚的现象，且石墨与Cu既不润湿也不反应，石墨烯与铜相界面间属于机械结合，相界面结合性差，很难制备出致密度高，且高强高导的石墨烯增强铜基复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备镀铬石墨烯/铜复合粉末的方法，解决了现有方法制备的石墨烯/铜复合粉末相界面结合性差，难以制备出致密度高，且高强高导的石墨烯增强铜基复合材料的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种制备镀铬石墨烯/铜复合粉末的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，将硫酸铬溶液加入氧化石墨烯溶液，进行化学镀铬，得到镀铬石墨烯混合溶液；

步骤2，在镀铬石墨烯混合溶液中加入铜粉，均匀分散后，加入水合肼，进行还原反应；

步骤3，对步骤2反应后的混合溶液进行离心、清洗，并对沉淀物进行干燥，即得到镀铬石墨烯/铜复合粉末。

本发明的特点还在于，

步骤1中氧化石墨烯溶液的浓度为0.2～1g/L，硫酸铬溶液的浓度为 5～25g/L。

步骤1中氧化石墨烯溶液与硫酸铬溶液的体积比为5:1。

步骤1中化学镀铬，具体为：将硫酸铬溶液逐滴加入到氧化石墨烯溶液，速率为1～3滴/s，滴加过程伴随搅拌，然后将其密封，先搅拌20～30min，再超声分散20～30min。

化学镀铬后采用NaOH溶液调节混合溶液pH值至9～11。

步骤2中铜粉与镀铬石墨烯质量比为0.5～32:1。

步骤2中混合溶液与水合肼的体积比为6～12:1。

步骤2中还原反应具体为：在通风条件下，向溶液中逐滴加入水合肼，滴加过程伴随搅拌，然后搅拌20～30min，超声分散20～30min，再将混合溶液放入水浴锅中，在80～95℃下恒温水浴加热1～3h。

步骤3中离心、清洗，具体为：先用去离子水离心清洗3～5遍，再用无水乙醇离心清洗3～5遍，离心机转速为3000～8000r/min。

步骤3中干燥具体为：真空条件下，50～80℃恒温干燥12-24h。