[发明专利]一种石墨烯-碳纳米管复合改性铜铁合金及其制备方法

摘要

本发明涉及一种石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金及其制备方法，采用先制备石墨烯以及碳纳米管‑铁纳米复合材料，然后将二者与铜粉和铁粉混合，SPS制备得到石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金材料，随后与阳极铜混合，真空熔炼，即可获得石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金铸锭；将合金铸锭车光，热锻及锻后车光，热轧，将加热温度缓慢降低至室温，即可获得石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金。由于石墨烯‑碳纳米管在合金中均匀分散，该铜铁合金具有较高的致密度；且相比于纯的铜铁合金，由于石墨烯和碳纳米管具有优良的力学性能，使得所制备的铜铁合金具有更佳的洛氏硬度和热导率，在各个领域有非常广泛的应用前景。

主权项

1.一种石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备石墨烯：石墨烯通过插层‑膨胀‑剥离法可控制备，所得到的石墨烯为5层以下的石墨烯；(2)制备碳纳米管‑铁纳米复合材料：称取可溶性铁盐，柠檬酸以及次亚磷酸按照5:1:3的摩尔比溶于去离子水中，加入适量的乙醇作为碳源以及催化剂稀土氧化物，搅拌均匀，在反应釜中于165‑185℃下水热反应2h，随后在氩气保护的条件下于600℃下热处理1小时，即可获得原位生长的碳纳米管‑铁纳米复合材料；(3)制备石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金：称取步骤(1)所制备得到的石墨烯10‑20重量份；步骤(2)所制备得到的碳纳米管‑铁纳米复合材料10‑20重量份；以及铜粉200‑400重量份；铁粉10‑20重量份；将以上原料进行球磨混合，混合时加入无水乙醇作为过程控制剂，随后将球磨罐抽真空至0.1Pa，磨球为不锈钢球，转速为80r/min，球料比为10:1，球磨时间为6‑8h；将球磨后的粉体在真空烘干箱中干燥，随后进行放电等离子烧结，即可得石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金材料；将石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金材料与阳极铜混合，真空熔炼，即可获得石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金铸锭；将合金铸锭车光，热锻及锻后车光，热轧，将加热温度缓慢降低至室温，即可获得石墨烯‑碳纳米管复合改性铜铁合金。