[发明专利]一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，具体是一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法。本发明解决了现有石墨烯增强铝基复合材料制备方法所制产品的表面质量和力学性能差、制备工艺复杂、制备成本高、制备周期长的问题。一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）准备如下材料：铝合金块体100g±1g、石墨烯粉体5g±1g、无水乙醇5000mL±1mL、三氧化二硼50g±1g、氩气800000cm³±100cm³；2）去除石英坩埚和铝合金块体的表面杂质；3）得到铝合金颗粒；4）制备石墨烯铝合金混合粉末：5）制备石墨烯铝合金混合浆液：6）自然冷却；7）剥离石英坩埚和三氧化二硼。本发明适用于石墨烯增强铝基复合材料的制备。

技术领域

本发明涉及石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，具体是一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法。

背景技术

在现有技术条件下，石墨烯增强铝基复合材料的制备主要是采用粉末冶金法进行的。然而实践表明，现有制备方法由于自身原理所限，存在如下问题：其一，现有制备方法难以保证石墨烯与铝合金的紧密结合，由此一方面导致所制产品的金相组织致密性差，另一方面导致所制产品存在大量缩孔、缩松缺陷，从而导致所制产品的表面质量和力学性能差。其二，现有制备方法的制备工艺复杂、制备成本高、制备周期长。基于此，有必要发明一种全新的制备方法，以解决现有石墨烯增强铝基复合材料制备方法所制产品的表面质量和力学性能差、制备工艺复杂、制备成本高、制备周期长的问题。

发明内容

本发明为了解决现有石墨烯增强铝基复合材料制备方法所制产品的表面质量和力学性能差、制备工艺复杂、制备成本高、制备周期长的问题，提供了一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种石墨烯增强铝基复合材料的深过冷制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：

1）准备如下材料：铝合金块体100g±1g、石墨烯粉体5g±1g、无水乙醇5000mL±1mL、三氧化二硼50g±1g、氩气800000cm³±100cm³；

2）向超声波清洗机内倒入无水乙醇，然后将石英坩埚和铝合金块体放入超声波清洗机内清洗至少6min，由此去除石英坩埚和铝合金块体的表面杂质；

3）称取铝合金块体50g±0.001g，然后将铝合金块体进行机械切块，由此得到直径≤3mm的铝合金颗粒；

4）制备石墨烯铝合金混合粉末：

4.1）称取石墨烯粉体0.5g±0.001g；

4.2）将石墨烯粉体超声分散至无水乙醇中2h，然后在氩气气氛下将铝合金颗粒加入无水乙醇中超声处理30min，超声处理的振动频率为100kHz，由此得到石墨烯铝合金混合悬浮体；

4.3）将石墨烯铝合金混合悬浮体同时进行机械搅拌和超声处理1h，然后在真空条件下将石墨烯铝合金混合悬浮体进行过滤干燥，由此得到石墨烯铝合金混合物；

4.4）将石墨烯铝合金混合物放入球磨机的球磨罐内进行球磨，磨球与石墨烯铝合金混合物的体积比为3：1，球磨转速为350r/min，球磨时间为30min，由此得到石墨烯铝合金混合粉末；

5）制备石墨烯铝合金混合浆液：

5.1）称取三氧化二硼25g±0.001g；

5.2）将石墨烯铝合金混合粉末和三氧化二硼放入石英坩埚内，然后将石英坩埚放入熔炼炉内；

5.3）利用真空泵抽取熔炼炉内的空气，使得熔炼炉内达到真空状态；

5.4）向熔炼炉内通入氩气，使得熔炼炉内达到常规气压状态；