[发明专利]新型石墨烯铝复合材料的制备方法及石墨烯铝复合材料

说明书

本发明公开了一种新型石墨烯铝复合材料的制备方法，包括：采用磁控溅射法在石墨烯粉体上形成铝膜，得到改性石墨烯粉体；将所述改性石墨烯粉体加入至熔融态的铝液中并进行搅拌，使所述改性石墨烯粉体均匀分散在所述铝液中，得到混合体系；以及对所述混合体系进行固化成型。本发明公开了一种石墨烯铝复合材料。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种新型石墨烯铝复合材料的制备方法及石墨烯铝复合材料。

背景技术

铝及铝合金具有较高的比强度，在社会生活的各个方面均有较多的应用。石墨烯是一种由碳原子构成的二维纳米材料，呈单层片状结构(厚度仅为几个纳米)。由于其独特的二维蜂窝晶体结构和极高的键强度，是目前世界上已知的比强度最高、最坚硬的纳米材料，其断裂强度高达130Gpa，基于石墨烯的优良特性，其被用于制备石墨烯金属复合材料。

石墨烯与铝基之间较差的浸润性导致石墨烯很难在铝基体发挥足够的作用，并且可能会影响石墨烯在铝基体中的分散性，尤其是当以交融铸造法制备石墨烯铝复合材料时，向熔融态铝中加入的石墨烯，几乎不可能在铝基体中实现均匀分散。

发明内容

基于此，有必要针对石墨烯不容易在铝基中分散的技术问题，提供一种新型石墨烯铝复合材料的制备方法及石墨烯铝复合材料。

一种新型石墨烯铝复合材料的制备方法，包括：

采用磁控溅射法在石墨烯粉体上形成铝膜，得到改性石墨烯粉体；

将所述改性石墨烯粉体加入至熔融态的铝液中并进行搅拌，使所述改性石墨烯粉体均匀分散在所述铝液中，得到混合体系；以及

对所述混合体系进行加热并固化成型。

在其中一个实施例中，所述熔融态的铝液的温度为300℃～400℃。

在其中一个实施例中，所述改性石墨烯粉体中的所述石墨烯粉体的片径为100nm～5μm，厚度为0.6nm～10nm。

在其中一个实施例中，所述改性石墨烯粉体中的所述铝膜的厚度为100nm～10μm。

在其中一个实施例中，在所述改性石墨烯粉体中，所述铝膜在所述石墨烯粉体上形成连续相。

在其中一个实施例中，所述铝膜覆盖所述石墨烯粉体的99％以上。

在其中一个实施例中，采用磁控溅射法在石墨烯粉体上形成铝膜的步骤包括：

将所述石墨烯粉体设置在磁控溅射仪器工作室的样品平台表面上；

将两个铝溅射靶分别设置在所述样品台的相对的两侧，所述相对的方向与所述样片平台的所述表面平行；以及

启动所述磁控溅射仪器，使所述铝溅射靶上的铝粒子飞溅至所述石墨烯粉体上形成所述铝膜。

在其中一个实施例中，磁控溅射过程中所述磁控溅射仪器工作室中的真空度为4Pa以下。

在其中一个实施例中，磁控溅射过程中所述磁控溅射仪器工作室的等离子电流为4mA～6mA。

一种所述的新型石墨烯铝复合材料的制备方法制备得到的石墨烯铝复合材料。