[发明专利]高导电高耐磨石墨烯/铜基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高导电性高耐磨石墨烯/铜基复合材料及其制备方法，解决了铜基复合材料高导电性和高耐磨性不能兼备的问题。所述石墨烯/铜基复合材料含有下列重量百分比的化学成分石墨烯0.5‑5.0wt％，Cr 0‑5.0wt％，余量为Cu。获得石墨烯/铜基复合材料的制备方法包括氧化石墨烯水溶液制备、复合材料混合粉体的制备及复合材料块体的制备三个步骤。本发明石墨烯/铜基复合材料的生产工艺简单，提高了生产效率，降低了生产成本，制备出的复合材料组织致密，导电性能良好，摩擦系数低，耐磨性佳。

主权项

一种高导电高耐磨石墨烯/铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料含有下列重量百分比的组分：石墨烯0.5‑5.0wt％，Cr 4.0‑5.0wt％，余量为Cu，该方法包括以下步骤：(1)氧化石墨烯水溶液的制备：在缓慢电动搅拌情况下，将浓硫酸加入膨胀石墨中，加快电动搅拌速度，逐渐加入高锰酸钾，水浴升温至65℃并保温4h后至混合物变为墨绿色，停止电动搅拌，将墨绿色混合物倒入冰水混合物中冷却至室温，加入双氧水至金黄色，静至24h，加入盐酸和蒸馏水，以9500r/min的转速离心分离，多次加入蒸馏水并离心至离心上清液pH值为6，所获得离心下浊液即为氧化石墨烯水溶液；(2)复合材料混合粉体的制备：步骤(1)得到的氧化石墨烯水溶液在电动搅拌时，先加入质量分数为80％的水合肼溶液，再加入Cu粉和Cr粉，所述Cu粉的粒径为5‑10μm，所述Cr粉的粒径为10‑20μm；搅拌2‑4h至泥浆状，获得复合材料混合粉体泥浆，随后将该复合材料混合粉体泥浆置于低温环境中冷冻至完全冷冻成冰，然后将冻实的复合材料混合粉体泥浆在冷冻干燥箱中真空冷冻干燥除去水分和水合肼，即得到复合材料混合粉体；所述复合材料混合粉体泥浆的冷冻温度为‑60–‑40℃，冷冻时间为3‑6h；所述真空冷冻干燥的真空度为1‑10Pa；(3)复合材料的烧结：将步骤(2)得到的复合材料混合粉体装入钢制模具中，使用粉末压力机将复合材料混合粉体冷压成型，然后将冷压成型的混合粉体置于真空热压烧结炉中进行热压烧结，冷却至室温后，从炉中取出并脱模即得高导电高耐磨石墨烯/铜基复合材料；所述复合材料混合粉体冷压成型的压力为450‑550MPa。