一种石墨烯/铝合金复合材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯/铝合金复合材料的制备方法。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合金抗拉强度，导电性和抗拉强度比，石墨烯/铝合金复合材料的力学性能抗拉强度和电气性导电性均有不同程度提高。石墨烯/铝合金复合材料中间合金的出现，使得石墨烯可以通过“石墨烯/铝合金”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合金液中的分散均匀性，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

一种制备石墨烯/铝合金复合材料的方法，该方法包括如下工艺步骤：(1)将粒度为60～65μm的铝合金雾化粉体和石墨烯添加量为石墨烯/铝合金复合材料量的4.1～5.0wt.％混合体，在转速20～25r/min的“V”型混粉机中混合40‑48h；(2)将步骤(1)制得的混合粉体放入转速150～180r/min的VC高效混合机中混合25～30min；(3)将所制混合粉体、磨球和硬脂酸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，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内腔直径为80～120mm，内腔高度为85～300mm的铝复合材料包套内；(5)于300～350℃和2.0×10^‑3Pa真空度下，对包套真空除气4h，除气结束后将包套砸瘪，焊合密封；(6)于450℃和120MPa压力下，对密封的所述包套保压时间3h进行热等静压；(7)将热等静压后的包套进行机械加工，去掉包套皮，得圆柱形挤压坯料，直径为55～85mm，高度为55～200mm；(8)将所得的挤压坯料在340℃下用吨位为200～500t的挤压机以15∶1～20∶1的挤压比热挤压，得所述石墨烯/铝复合材料棒材。