[发明专利]高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

(1)将石墨烯纳米片与ODS钢粉末通过行星球磨机低速球磨进行混合，得到混合粉末；

(2)将所述步骤(1)得到的混合粉末，于行星球磨机中高速球磨一段时间得到石墨烯增强的ODS钢基复合粉末；

(3)将所述步骤(2)得到的复合粉末通过放电等离子烧结方式制备石墨烯纳米片增强的ODS钢复合材料；

所述步骤(1)中ODS钢粉末成分的质量百分数为(4.5-5)%Cr，(1.5-2)%W，(4-5)%Al，(0.15-0.2)%V，(0.5-0.6)%Zr，(0.3-0.35)%Y₂O₃，纯度均为99.9%，C、N含量小于0.1%，其余为Fe；

所述步骤(1)中石墨烯纳米片与ODS钢粉末的质量百分数为：石墨烯纳米片1-2wt.%，纳米片的厚度为3-10nm，片平均粒径为3-15μm；ODS钢粉末的平均粒径为100-120μm，氧含量控制在0.04wt.%以下，并筛选粒度为50-200目；

所述步骤(2)在氩气保护下于行星球磨机中进行高速球磨，球磨的参数为：球料比为10:1，球磨介质为不锈钢球，转速为350-550r/min，按照球磨1小时冷却1小时的方式进行多次球磨，球磨时间为10-30h，得到复合粉末。

2.根据权利要求1所述的一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中ODS钢粉末成分的质量百分数为5%Cr，1.6%W，4.5%Al，0.2%V，0.58%Zr，0.35%Y₂O₃，其余为Fe。

3.根据权利要求1所述的一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过放电等离子（SPS）烧结方式制得具有高强度高导热的石墨烯纳米片增强ODS钢基复合材料；烧结制度为：烧结温度为1000-1100℃，保温4-6min，烧结压力为40-60MPa。

4.根据权利要求1所述的一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中制备的石墨烯纳米片增强的ODS钢复合材料的室温抗拉强度为1160-1250MPa，延伸率为13-15%。

5.一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料，其特征在于，为权利要求1～4任一项所述的制备方法制备出的成品。

6.根据权利要求5所述的一种高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料，其特征在于，所述高强高导热石墨烯弥散ODS钢复合材料的室温抗拉强度为1160-1250MPa，延伸率为13-15%。