[发明专利]一种石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法按以下步骤进行：

步骤一、在甲烷气氛中，采用等离子体增强化学气相沉积的方法，在铜粉末表面原位生长出石墨烯层，获得石墨烯包覆铜粉颗粒；

所述等离子体增强化学气相沉积包括以下步骤：首先，将铜粉末平铺在石英片上，并放入真空室中，抽真空至气压到40Pa以下，进行10-30min加热烘干，随后通入甲烷至气压恢复为1.01×10⁵Pa，再次抽真空至气压到40Pa以下，通入甲烷使气压维持在40-66.7Pa；然后对真空室进行加热，加热速率为10℃/min，加热到500℃后保温10-30min，随后停止加热；使真空室温度自然下降，当温度下降至300℃时进行保温10-3000min；保温同时开启等离子体激发器，激发功率设定为150-500W；设定的保温时间根据石墨烯的厚度相关；其中，甲烷的流量均为1-50sccm；

步骤二、利用球磨机将石墨烯包覆铜粉颗粒和铜粉末进行低能球磨，使石墨烯包覆铜粉颗粒均匀分布在铜粉末中，得到混合粉末；所述铜粉末和石墨烯包覆铜粉颗粒的质量比为1~3:1；

低能球磨包括以下步骤：将铜粉末和石墨烯包覆铜粉颗粒进行混合后装入球磨罐；抽真空，然后通入氩气，球磨过程为干磨，球料比为8-12:1，球磨转速为50-200r/min，低能球磨4-10h，单向旋转，每球磨1h停转10min，得到混合粉末，为石墨烯包覆铜粉颗粒均匀分布的铜复合粉末；

步骤三、采用冷喷涂将步骤二中获得的混合粉末喷涂在基材上，获得石墨烯包覆铜粉颗粒增强铜基复合涂层。

2.根据权利要求1所述的石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中铜粉末的纯度为99.9%，颗粒为球形，粒径为40-60μm，甲烷气体纯度为99.99%。

3.根据权利要求1所述的石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤二中铜粉末的纯度为99.9%，颗粒为球形，粒径为40-60μm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤二中所述球磨机为行星式球磨机。

5.根据权利要求1所述的石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中等离子体增强化学气相沉积包括以下步骤：

首先，将铜粉末平铺在石英片上，并放入真空室中，抽真空至气压到40Pa以下，进行10min加热烘干，随后通入甲烷至气压恢复为1.01×10⁵Pa，再次抽真空至气压到40Pa以下，缓慢通入甲烷使气压维持在40-66.7Pa；然后对真空室进行加热，加热速率为10℃/min，加热到500℃后保温10-30min，随后停止加热；使真空室温度自然下降，当温度下降至300℃时进行保温10-3000min；保温同时开启等离子体激发器，激发功率设定为150-500W；甲烷的流量均为1-50sccm。

6.根据权利要求1所述的石墨烯包覆铜粉颗粒增强冷喷涂铜基复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中等离子体增强化学气相沉积包括以下步骤：

首先，将铜粉末平铺在石英片上，并放入真空室中，抽真空至气压到40Pa以下，进行10min加热烘干，随后通入甲烷至气压恢复为1.01×10⁵Pa，再次抽真空至气压到40Pa以下，缓慢通入甲烷使气压维持在40-66.7Pa；然后对真空室进行加热，加热速率为10℃/min，加热到500℃后保温10min，随后停止加热；使真空室温度自然下降，当温度下降至300℃时进行保温10-3000min；保温同时开启等离子体激发器，激发功率设定为150-500W；甲烷的流量均为1-50sccm。