[发明专利]一种石墨烯增强预合金基金刚石复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强预合金基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将十六烷基三甲基溴化铵加入到蒸馏水中，超声分散，使十六烷基三甲基溴化铵溶解完全，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液；向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入铁镍预合金粉，搅拌，使铁镍预合金粉与十六烷基三甲基溴化铵接触完全，得到十六烷基三甲基溴化铵修饰的铁镍预合金粉，用蒸馏水对十六烷基三甲基溴化铵修饰的铁镍预合金粉进行漂洗，漂洗后将其加入蒸馏水中并搅拌，得到十六烷基三甲基溴化铵修饰的铁镍预合金粉水分散液；

(2)称取质量为铁镍预合金粉质量0.01％～1％的氧化石墨烯，将其加入蒸馏水中，超声分散，实现氧化石墨烯的解团聚和在蒸馏水中的均匀分散，得到氧化石墨烯的水分散液；

(3)将步骤(2)中所述的氧化石墨烯的水分散液逐滴缓慢加入到步骤(1)中正在搅拌的十六烷基三甲基溴化铵修饰的铁镍预合金粉水分散液，在静电作用下，氧化石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵修饰的铁镍预合金粉结合，氧化石墨烯分散在铁镍预合金粉中，搅拌，真空抽滤，真空干燥后获得氧化石墨烯/铁镍预合金粉复合粉末；

(4)称取Mn锰粉和WC碳化钨粉，Mn锰粉、WC碳化钨粉和铁镍预合金粉的质量比为1：6：13，将称取的Mn锰粉、WC碳化钨粉和步骤(3)中的氧化石墨烯/铁镍预合金粉复合粉末放入不锈钢磨罐中，再加入不锈钢研磨球，球料比为4:1，球磨介质为无水乙醇，球磨时间2h～4h，转速300r/min，之后进行真空干燥，获得氧化石墨烯/预合金基胎体粉末；

(5)将步骤(4)中获得的氧化石墨烯/预合金基胎体粉末与金刚石磨粒按体积百分比为氧化石墨烯/预合金基胎体粉末70vol％～80vol％和金刚石磨粒20vol％～30vol％进行称量，放入三维混料机中混合，得到复合粉末；

(6)将步骤(5)中的复合粉末装入石墨模具中，使用热压烧结炉进行烧结，得到石墨烯增强预合金基金刚石复合材料；

所述铁镍预合金粉平均粒径为10μm，铁和镍的质量比3：1。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强预合金基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯厚度为0.6nm～1.0nm，片层大小为0.5um～5um，在400℃保温过程中，可以完成热还原，获得石墨烯。

3.根据权利要求1所述的石墨烯增强预合金基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：所述Mn锰粉的平均粒径为10μm，WC碳化钨粉的平均粒径为20μm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯增强预合金基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：所述金刚石磨粒为40目～80目的人造金刚石单晶。

5.根据权利要求1所述的石墨烯增强预合金基金刚石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中烧结工艺如下：首先在150s内将复合粉末温度提高到400℃，压力由0MPa提高到7.5MPa，保温200s；然后在150s内将温度提高到800℃，压力提高到15MPa，保持烧结温度为800℃，压力15MPa，保温时间200s；之后在300s内将温度降至450℃、压力降至5MPa，最后撤去压力并自然冷却到室温。

6.一种石墨烯增强预合金基金刚石复合材料，其特征在于：通过权利要求1-5中任意一项所述方法制备得到。