[发明专利]一种石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、将石墨烯和铝基材的粉末进行低能量球磨，获得均匀混合的复合粉末；

A2、对复合粉末进行去应力退火处理；

A3、对退火处理后的复合粉末进行高能量球磨，使复合粉末焊合，得到石墨烯/铝复合粉末颗粒；

A4、对石墨烯/铝复合粉末颗粒进行致密化加工，然后进行热处理，即得到石墨烯增强铝基复合材料；

所述的低能量球磨是指：球磨转速为50～200转/分钟，球磨时间大于等于6小时；

所述的高能量球磨是指：球磨转速为200～300转/分钟，球磨时间不大于30分钟。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述铝基材为铝或铝合金，所述铝或铝合金的球形粉末的平均粒径D50介于10～100μm之间。

3.根据权利要求1所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述石墨烯包括具有单层碳结构的石墨烯、多层碳结构的氧化石墨及其衍生物中的一种或多种，其片径小于500nm，厚度小于30nm；

所述石墨烯在石墨烯增强铝基复合材料中的质量百分含量为0.1～5％。

4.根据权利要求1所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述低能量球磨为湿法球磨或干法球磨；所述高能量球磨为干法球磨。

5.根据权利要求4所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述低能量球磨为湿法球磨时，采用的溶剂选自水、乙醇或煤油中的一种；所述低能量球磨为干法球磨时，具体采用行星式球磨或搅拌式球磨；

所述高能量球磨采用的干法球磨具体为行星式球磨。

6.根据权利要求4所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，采用所述干法球磨时，其过程中需加入过程控制剂，所述过程控制剂选自甲醇、乙醇、钛酸酯、油酸、咪唑啉或硬脂酸中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤A4中，所述致密化加工具体采用冷压、冷等静压、烧结、热压、热变形加工中的任一种或多种加工方法。

8.根据权利要求6所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述致密化加工为冷压或冷等静压；所述烧结为气氛烧结、真空热压烧结、放电离子束烧结或热等静压烧结中的任一种，烧结温度高于球磨控制剂分解温度但低于石墨烯同铝的界面反应温度。

9.根据权利要求6任所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述热变形加工包括热锻、热轧或热挤压中的一至多种。

10.根据权利要求1所述的石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述复合粉末退火处理为真空去应力退火，退火温度为该基体材料的去应力退火温度；

所述热处理采用铝合金峰值时效处理，固溶温度低于石墨烯同铝的界面反应温度，固溶时间由析出相回融时间具体确定；时效温度在100-200℃之间，时效时间由具体温度和合金基体确定。