[发明专利]一种石墨烯与轻金属基非晶合金颗粒共强化镁合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯与轻金属基非晶合金颗粒共强化镁合金复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯GO，再进行还原处理后得到还原氧化石墨烯r-GO；

步骤2、将轻金属镁粉或铝粉或钛粉与其它一些合金元素按一定比例混合，高能球磨一段时间后得到具有高活性、高晶化温度的镁基或铝基或钛基非晶合金颗粒粉体；

步骤3、将步骤1和2得到的石墨烯粉体和非晶合金颗粒粉体按一定比例加入到镁合金粉末，再加入一定量的酒精，并用超声辅助方式进行机械搅拌得到混合均匀的浆料，然后将浆料放入真空烘箱中烘干，然后得到复合粉体；

步骤4、将步骤3得到的复合粉体置于模具中，利用冷等静压机或四柱液压机进行高压压实，得到致密的复合块体坯料；

步骤5、将步骤4得到的致密复合块体坯料放入真空热压烧结炉中进行低温热压烧结，得到高致密的热压复合块体；

步骤6、将步骤5得到块体复合材料以高挤压比进行热挤出，最后得到高强高韧的石墨烯和非晶合金颗粒共强化的镁合金复合材料；

步骤7、对将步骤6得到的镁合金复合材料进行适当的热处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，轻金属镁粉或铝粉或钛粉和T按一定比例进行混料，经高能球磨后得到镁基或铝基或钛基非晶合金颗粒粉体，要求其断裂强度不低于800MPa，晶化温度不得低于350℃；其球磨时间为40～100h，球料比为10:1～50:1，转速为300-600r/min；T表示为Cu、Ni、Si、Y、Fe、Ca、Zn、Nd、B中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，加入到镁合金粉体中的石墨烯和非晶合金颗粒，其质量分别占混合粉体总质量的0.05～2％和5～30％，其余为镁合金粉体；酒精加入量只要保证搅拌时浆料具有足够的流动性即可；超声辅助机械力搅拌时的超声功率为100～200Hz，叶片转速为300～1000rpm，搅拌时间为30-60min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，镁合金粉体的牌号为Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-Mn系、Mg-RE系或Mg-Zn-RE-Zr系中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，将搅拌混合均匀的浆料进行真空烘干，真空度100Pa，烘料温度为80℃，烘料时间24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，所用模具为不锈钢模具，而冷等静压或四柱液压的压力为300-600MPa，保压时间为10-30min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，为了防止镁合金基体材料在烧结过程中发生晶粒长大，真空热压过程采用低温烧结，烧结温度范围为300～350℃，压力为50～100MPa，保压时间为20min-1h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤6中，热挤出的温度为280～300℃，挤压比为25:1，挤压速率为0.05-0.2mm/s。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤7中，对制备的镁合金复合材料进行适当的热处理，即一些常见的镁合金热处理方法：T1-部分固溶处理+自然时效；T2-铸后退火；T3-固溶+冷加工；T4-固溶处理；T5-人工时效；T6-固溶处理+人工时效；T7-固溶处理+稳定化处理；T8-固溶处理+冷加工+人工时效。