[发明专利]一种氧化锆改性石墨烯增强镁基复合材料的方法

摘要

一种氧化锆改性石墨烯增强镁基复合材料的方法，包括以下步骤：将氧化锆改性石墨烯加入到乙醇中得ZrO2@GN溶液；加入镁合金粉搅拌得分散均匀的混合浆液，经过滤、真空干燥、冷压和烧结得ZrO2@GN预制块，经切削加工得ZrO2@GN增强体镁屑；熔炼镁合金，待炉料全部熔化后，加入预热好的增强体镁屑；待温度调至550‑780℃，进行机械搅拌（气体保护）得增强体分散较均匀的熔体，最后经真空吸铸制得ZrO2@GN增强的镁基复合材料。本发明工艺成本低，安全可靠，操作简单，改性石墨烯在镁合金中分散较均匀、与界面结合质量好，晶粒细化效果好，复合材料性能优异，适于工业化制备高性能石墨烯/镁基复合材料。

主权项

1.一种氧化锆改性石墨烯增强镁基复合材料的方法，其特征是包括以下步骤：（1）增强体预制块制备：（a）将氧化锆改性石墨烯加入到适量的乙醇中，超声1‑4h得到均匀分散的氧化锆改性石墨烯分散液；（b）按AZ91镁合金与氧化锆改性石墨烯的质量比50‑100﹕1‑10，将粒度小于325目的AZ91镁合金粉末加入到步骤（a）所得混合液中，机械搅拌2‑5h后获得分散较均匀的混合浆液；（c）对步骤（b）所得混合浆液进行过滤+真空干燥后转移至模具中，室温条件下采用600‑1000MPa压力压制成氧化锆改性石墨烯增强体预制块生坯；（d）将步骤（c）所得预制块生坯在氩气保护下550‑650℃烧结2‑4h得到氧化锆改性石墨烯增强体预制块；（e）将步骤（d）所得预制块进行切削加工得到含有氧化锆改性石墨烯增强体的镁屑；（f）将步骤（e）所得镁屑预热至100‑150℃备用；（2）复合材料熔炼：（g）炉体温度升高至200℃时，将一定量AZ91镁合金加入到坩埚中，并在炉料上均匀地撒上占镁合金重量比为1‑2%的RJ2熔炼覆盖剂，同时通入CO2和SF6保护气以防止熔炼过程中镁被氧化；继续升温至680‑750℃，待炉料全部熔化后，去除其表面熔渣，静置10‑30 min后，加入步骤（1）预热好的含有氧化锆改性石墨烯增强体的镁屑，待完全熔化后，去除熔体表面熔渣，再静置5‑20min得到复合材料熔体；（h）将步骤（g）所得复合材料熔体温度调至550‑780℃后，在保护气氛环境下，采用50‑300rpm的搅拌速率和3‑20min的搅拌时间，进行机械搅拌分散，获得增强相分散较均匀的复合材料熔体；（3）真空吸：将步骤（2）所得复合材料熔体温度调至580‑650℃，静置5‑10min后，去除其表面熔渣，采用真空吸铸工艺，条件：真空压力小于0.1×10‑3MPa，保压时间为3‑10min，制得氧化锆改性石墨烯增强的镁基复合材料。