[发明专利]一种石墨烯/铝复合材料

摘要

本发明提供了一种石墨烯/铝复合材料。该复合材料中石墨烯的添加量为所述复合材料总量的4.1～5.0wt.％。与未添加石墨烯的纯铝抗拉强度和导电性比，石墨烯/铝复合材料的抗拉强度和导电性均有不同程度提高。石墨烯/铝中间合金的出现，使得石墨烯可以通过“石墨烯/铝”中间合金的形式加入到熔融的铝液中，最大程度地改善石墨烯在铝液中的分散均匀性，从而使得石墨性改性铝导线电缆的工业化批生产可以通过熔融铸造法来实现。该复合材料的制备方法包括机械混合、低温球磨、真空除气、热等静压和挤压等，工艺简单可控，生产成本较低，适合工业化生产，市场前景良好。

主权项

1.一种石墨烯/铝复合材料，其特征在于：取商业纯Al雾化粉体999克，石墨烯1g，所述复合材料的具体制备过程如下：(1)将粒度60μm的，纯Al雾化粉体和添加的石墨烯添加量为石墨烯/铝复合物总量的4.1wt.％混合物在转速20r/min的“V”型混粉机中混合40h；(2)将混合粉体放入转速150r/min的VC高效混合机中混合25min；(3)将混合粉体、高碳铬轴承钢质材料磨球和硬脂酸同时置于搅拌式球磨机中，充入液氮，待液氮浸没全部磨球时开始球磨；其中球料比为40:1；(4)低温球磨3小时后，取出粉末并置于惰性气体保护箱中，待其温度恢复至室温后装入材质为3A21铝复合材料，厚度为2mm，包套内腔直径为Φ80mm，包套内腔高度为85mm的包套内；(5)于真空度2.0×10^‑3Pa和300℃下，将包套进行真空除气4h，除气结束后将包套砸瘪，焊合密封；(6)于450℃，120MPa压力下，将密封后的包套热等静压保温保压3h；(7)车削去掉包套皮，得直径为Φ55mm，高度为55mm的圆柱形挤压坯料；(8)将该挤压坯料在340℃下，以吨位200t的挤压机在为15:1挤压比下热挤压，得到“石墨烯/铝”复合材料棒材，即石墨烯/铝复合材料。