[发明专利]一种石墨烯增强导热铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强导热铝基复合材料，其特征在于，包括金属铝层和石墨烯金属铝复合结构层，所述石墨烯金属铝复合结构层是片状石墨烯间渗流金属铝构成；所述片状石墨烯的层数为1～8层，所述片状石墨烯的厚度为0.336nm～2.7nm；

所述石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S01：按比例称取片状石墨烯、CMC和去离子水置于釜内，在100rpm转速下搅拌2小时，得到混合物；片状石墨烯和CMC的总量与去离子水的质量比为1:1，片状石墨烯占片状石墨烯和CMC总质量的60～80%，CMC占片状石墨烯和CMC总质量的20～80%；

S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，得到石墨烯浆料；

S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；

S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空；

S06：将真空烧结炉的炉腔升温至661℃，在661℃下保持4h；

S07：关闭真空烧结炉的炉腔加热热源，真空烧结炉的炉腔自然降温至32℃，石墨烯浆料涂布铝质板型材中的熔融金属铝冷却凝固，形成石墨烯增强导热铝基复合材料；

S08：将真空烧结炉的炉腔内真空缓慢泄压；

S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：按比例称取片状石墨烯、CMC和去离子水置于釜内，在100rpm转速下搅拌2小时，得到混合物；片状石墨烯和CMC的总量与去离子水的质量比为1:1，片状石墨烯占片状石墨烯和CMC总质量的60～80%，CMC占片状石墨烯和CMC总质量的20～80%；

S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，得到石墨烯浆料；

S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；

S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空；

S06：将真空烧结炉的炉腔升温至661℃，在661℃下保持4h；

S07：关闭真空烧结炉的炉腔加热热源，真空烧结炉的炉腔自然降温至32℃，石墨烯浆料涂布铝质板型材中的熔融金属铝冷却凝固，形成石墨烯增强导热铝基复合材料；

S08：将真空烧结炉的炉腔内真空缓慢泄压；

S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中铝质板型材的厚度为20μm～900μm，所述石墨烯浆料涂层经真空干燥后的厚度为5μm～25μm，所述真空干燥的真空度≤500pa，真空干燥的温度为60℃。

4.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S04中夹紧工装模包括夹紧框、垫块和压块；所述夹紧框上设有贯通的夹紧框矩形孔，所述垫块包括四条垫块立面、垫块上平面和垫块下平面，所述压块包括四条压块立面、压块上平面和压块下平面，所述垫块和压块与夹紧框矩形孔按照过盈公差配合装配。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S04中石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模的步骤如下：

（1）将石墨烯浆料涂布铝质板型材放置于垫块上平面，位于垫块立面边缘内；

（2）夹紧框矩形孔与垫块立面边界相切，垫块楔入夹紧框矩形孔；

（3）将压块楔入夹紧框矩形孔，垫块上平面与压块下平面对石墨烯浆料涂布铝质板型材保持面对面相向夹紧。