[发明专利]一种石墨烯/铝复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种石墨烯/铝复合材料的制备方法，属于金属基复合材料领域。采用具有半固态温度区间的铝合金粉末及石墨烯为原料，主要步骤为：（1）石墨烯化学镀镍；（2）混料；（3）压制；（4）半固态挤压。本发明制得的石墨烯/铝复合材料，镀镍石墨烯与铝合金润湿性好、冶金结合强度高，镀镍石墨烯在基体铝合金中的分布均匀，组织致密，具有高比强度、高比刚度、良好的导热性及导电性，在国防军工、航空航天、电力、热交换等诸多领域具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种石墨烯/铝复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：（1）石墨烯化学镀镍：石墨烯经敏化、活化后加入化学镀镍溶液中进行化学镀镍，洗涤、干燥后备用；（2）混料：以粒度为100‑500目的任意一种具有半固态温度区间的二元或多元铝合金粉末和由步骤（1）制得的镀镍石墨烯为原料进行配料，将配好的物料加入球磨罐，抽真空，充入保护气体N2或Ar2，进行球磨得到铝合金和镀镍石墨烯混合粉末；（3）压制：将步骤（2）得到的铝合金和镀镍石墨烯混合粉体压制成压坯；（4）半固态挤压：分别将模具和压坯预热到温度T，压坯在T温度保温5‑20min后转移到挤压模具中，以1‑20 mm/s的挤压速率、5‑50的挤压比进行半固态挤压，挤出料冷却后得到石墨烯/铝复合材料，所述温度T是指所用铝合金在半固态下其固相体积分数为40‑80%对应的半固态温度，根据铝合金固相体积分数控制原理得到；石墨烯化学镀镍具体包括以下步骤：a、敏化：控制SnCl2敏化液温度为20‑30℃，将石墨烯以11‑15mg/mL的量加入其中并超声振荡30‑50min，过滤，用去离子水洗至中性；b、活化：控制PbCl2活化液温度为20‑30℃，将敏化处理后的石墨烯以11‑15mg/mL的量加入其中并超声振荡30‑50min，过滤，用去离子水洗至中性；c、化学镀镍：将敏化、活化后的石墨烯以6‑10mg/mL的量加入化学镀镍溶液中，搅拌，化学镀镍溶液的pH值调节为8‑10，40‑60℃超声振荡15‑45min，然后进行真空抽滤，滤饼用去离子水清洗，将所得样品进行干燥；所述敏化液的组分为SnCl2和HCl、二者浓度分别为15‑50g/L和10‑45mL/L；活化液组分为PbCl2和HCl、二者浓度分别为0.1‑1.2g/L和10‑50 mL/L；所述化学镀镍溶液的镍离子源为氯化镍,浓度为25‑35g/L；还原剂为次磷酸钠，浓度为30‑40g/L；络合剂为乙醇酸，浓度为15‑40g/L。