[发明专利]一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法，属于复合材料领域。

技术背景

石墨烯是一种新型的二维纳米材料，其强度是钢铁的100倍，传统的工艺 方法很难有效提高钢铁材料的强度，由于石墨烯的特性也很难简单的与钢铁材 料相结合，而采用本发明工艺方法则可以很好的将石墨烯与钢铁材料很好的结 合，大大增强了钢铁材料的强度。成为一种新型的具有超强硬度的石墨烯/钢铁 复合材料。

目前国内外还没有报道过采用这种方法制备出石墨烯/钢铁复合材料，而采 用这种工艺方法制备出的石墨烯钢铁复合材料因为其超强的硬度可以广泛用于 汽车防碰撞外壳，这样可以使汽车在发生事故碰撞后有效保护车内人员的生命 安全，还可广泛用于舰船、飞机、高铁以及军工等领域。

发明内容

本发明是针对现有状况而设计出一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法，该 方法采用浆料制备石墨烯/钢铁复合材料，通过喷涂的工艺将石墨烯粘涂在钢铁 材料表面，之后通过热轧的工艺制备出石墨烯/钢铁复合材料。

具体实施方式

本发明的工艺流程如下：

①将80g的聚乙烯比诺烷酮加入到920ml的蒸馏水中，加热到100℃，采用 机械搅拌，配制聚乙烯比诺烷酮溶液；

②将50g石墨烯加入到950ml蒸馏水中，利用超声细胞粉碎仪制备出石 墨烯溶液，超声细胞粉碎仪的工作时间为40分钟；

③将步骤①配制的聚乙烯比诺烷酮溶液与步骤②配制的石墨烯溶液均匀混 合，形成石墨烯/聚乙烯比诺烷酮混合浆料；

④将钢铁材料进行表面活化处理后，采用喷涂的方式将石墨烯/聚乙烯比诺 烷酮混合浆料喷涂到钢铁上、下表面，涂层的厚度为100μm～120μm，喷涂分 10次完成，每次喷涂的厚度为10μm～12μm，待每次干后喷涂第二遍；

⑤采用真空烧结的方式去除钢铁表面的聚乙烯比诺烷酮，真空烧结的温度 为500℃，得到石墨烯钢铁材料；

⑥将3块以上的石墨烯钢铁材料的上、下面叠合在一起后，采用热等静压 的方式使钢铁材料粘合到一起，热等静压的温度为1000℃，压力为200mpa，时 间为2小时；

⑦对步骤⑥得到的多层粘结在一起的石墨烯钢铁材料进行热轧，热轧温度 为1000℃，制备出石墨烯钢铁复合材料。