[发明专利]一种石墨烯增强铜基复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1.将石墨烯粉碎至粒度在200目以下，获得石墨烯粉；步骤2.将铜基复合粉粉碎至粒度在200目以下，获得铜基复合粉粉；步骤3.将铜基复合粉与石墨烯粉放入行星式球磨机内球磨4小时，铜基复合粉与石墨烯粉的质量配比为铜基复合粉60‑80份、石墨烯粉20‑40份；步骤4.利用压力试验机进行压片，压力为500MPa，保压3分钟；步骤5.真空条件下利用真空炉进行烧结，烧结结束后，随炉冷却至室温得到铜基复合材料。本发明具有低热膨胀系数，高导电率、高导热等性能，材料摩擦系数小，磨损率小可广泛应用于工业生产中。

技术领域

本发明涉及新型材料技术领域，具体为一种石墨烯增强铜基复合材料的制 备方法。

背景技术

铜及铜合金机械性能良好，且工艺性能优良，易于铸造、塑性加工等，更 重要的是铜及铜合金有良好的耐蚀、导热、导电性能，所以它们能广泛应用于 电子电气、机械制造等工业领域。但是，铜在室温强度、高温性能以及磨损性 能等诸多方面的不足限制了其更加广泛的应用。而随着现代航空航天、电子技 术的快速发展，对铜的使用提出了更多更高的要求，即在保证铜的良好的导电、 导热等物理性能的基础上，要求铜具有高强度，尤其是良好的高温力学性能， 并且要求材料有低的热膨胀系数和良好的摩擦磨损性能。我国第一条高速铁路 京沪线总投资约200亿美元，2008年已经开工建设，接触线年需求量近万吨， 显然接触线的研发，即高强高导高耐磨铜合金功能材料的研发有着很大的国内 外市场。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种石墨烯增强铜基复合材料的制备方 法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种石墨烯增强铜基 复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.将石墨烯粉碎至粒度在200目以下，获得石墨烯粉；

步骤2.将铜基复合粉粉碎至粒度在200目以下，获得铜基复合粉粉；

步骤3.将铜基复合粉与石墨烯粉放入行星式球磨机内球磨4小时，铜基复 合粉与石墨烯粉的质量配比为铜基复合粉60-80份、石墨烯粉20-40份；

步骤4.利用压力试验机进行压片，压力为500MPa，保压3分钟；

步骤5.真空条件下利用真空炉进行烧结，烧结结束后，随炉冷却至室温得 到铜基复合材料。

所述行星式球磨机球磨时子氮气的气氛下进行球磨，磨球材质为不锈钢， 球料比例为8：1，转速为200r*min^-1。

所述铜基复合粉包括镍、钴、锰、钼、硅、铜、镧铈合金5-10、硒碲合金、 钨酸锆粉、钛酸锶钡粉，其质量配比为镍7-25份、钴1-12份、锰8-20、钼1-5 份、硅1-5份、铜80-100份、镧铈合金5-10份、硒碲合金5-10份、钨酸锆粉 1-5份、钛酸锶钡粉1-5份。

所述真空炉烧结参数为真空度为10^-2～10^-1Pa，升温速度为50～150℃/min， 烧结温度为850～1000℃，压力为20～35MPa，保温时间5～10min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有低热膨胀系数，高导 电率、高导热等性能，材料摩擦系数小，磨损率小可广泛应用于工业生产中。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定 和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是 直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。