[发明专利]石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料制备方法及其制备得到产品，该制备方法包括以下步骤：将表面修饰的氧化铝晶须、表面修饰的石墨烯、铜粉湿磨混合，真空干燥，得到混合料，然后将混合料压制成型，得到压坯，再将压坯进行真空热压烧结，冷却，之后样品再经过热等静压处理得到石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料。其中，按占铜基复合材料总重量百分比计算：所述表面修饰的氧化铝晶须用量为0.5％～2.0％；所述表面修饰的石墨烯用量为0.25％～1.0％；余量为铜粉；所述表面修饰的氧化铝晶须与表面修饰的石墨烯重量比为1～4:1。经上述方法制备的铜基复合材料可以同时具有优异的力学性能和较高的致密度。

技术领域

本发明涉及铜基复合材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料制备方法及其产品。

背景技术

铜基复合材料被认为是极有发展潜力和应用前景的新型功能材料，已经逐渐受到各国的高度重视。铜基复合材料在航空航天及电工电子等领域具有广泛的应用，尤其在电车及电力火车架空导线、大容量触头开关和集成电路引线框架等方面发挥了具大的作用。

铜中引入增强体的目的是提高铜材料的室温力学性能和高温力学性能，同时尽可能保留铜材料本身优异的导电性和导热性，因此，增强体材料首先必须在高温状态下具有良好的化学稳定性，在复合材料的制备与使用过程中结构和性能不发生明显变化，其次要有良好的耐磨性、高的强度，常见的增强体主要有纤维类增强体、颗粒类增强体、晶须类增强体等几类。此外合成的铜基复合材料还要有较高的致密度，较高的致密度使得增强体和铜基体保持良好的界面结合，从而影响铜基复合材料的综合性能。

目前，开展优质的铜基材料遇到的首要问题是材料的力学性能、致密度难以兼顾，开发新的增强体添加物及新的制备工艺，推进高强度导电材料的产业化应用，成为铜基复合材料研究的重要课题。石墨烯是已知强度最高的材料之一，石墨烯的结构非常稳定，而且除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，其作为一类碳材料，还具有良好的自润滑性能。但是石墨烯容易团聚，无法分散地与铜基体结合，发挥其作用。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的：铜基复合材料难以同时满足优异的力学性能和较高的致密度，限制了铜基复合材料的产业化应用的问题。

提供了一种石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料制备方法及其产品。利用该制备方法所得的铜基复合材料同时具有优异的力学性能和较高的致密度，可进一步推进铜基复合材料的产业化应用。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将表面修饰的氧化铝晶须、表面修饰的石墨烯、铜粉湿磨混合，真空干燥，得到混合料。

步骤2、将步骤1所得混合料压制成型，得到压坯。

步骤3、将步骤2所得的压坯进行真空热压烧结，烧结完成后，冷却。

步骤4、将步骤3冷却后的样品经过热等静压处理，得到石墨烯和氧化铝晶须共增强铜基复合材料。

其中，按占铜基复合材料总重量百分比计算：

所述表面修饰的氧化铝晶须用量为0.5％～2.0％；所述表面修饰的石墨烯用量为0.25％～1.0％；余量为所述铜粉；所述表面修饰的氧化铝晶须和所述表面修饰的石墨烯的重量比为1～4:1。

所述表面修饰的氧化铝晶须是由十二烷基硫酸钠表面修饰处理的氧化铝晶须。

所述表面修饰的石墨烯是由芦丁表面修饰处理的石墨烯。