[发明专利]一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法

摘要

本发明是一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法。该方法首先将分散的石墨烯溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液均匀混合制备出石墨烯/聚乙烯比诺烷酮混合浆料，然后通过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的表面，之后加热去除涂层中的聚乙烯比诺烷酮，最后将钢铁材料叠合采用热轧的方式制备出石墨烯钢铁复合材料。本发明通过使用石墨烯/聚乙烯比诺烷酮浆料与钢铁材料复合，石墨烯的分散性可以得到保证，之后采用热轧的工艺有利于石墨烯均匀分散到钢铁材料基体中，发挥石墨烯的强化效果。本发明能够在较好的保留石墨烯钢铁材料物性的前提下实现了石墨烯与钢铁材料的分子结合，而且本发明工艺简单，易于实现大批量大尺寸的石墨烯钢铁材料制备，降低生产成本，在汽车防碰撞外壳、高铁、舰船、坦克、航空器等领域均具有优异的应用前景。

主权项

一种石墨烯/钢铁复合材料的制备方法。其特征以及该方法的步骤是：(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粘到钢铁上、下表面，涂层的厚度为100μm～120μm；(5)、采用真空烧结的方式去除钢铁表面喷涂的聚乙烯比诺烷酮，真空烧结的温度为500℃，得到石墨烯钢铁材料；(6)、将不少于3块的石墨烯钢铁材料上、下两面叠合在一起；(7)、将步骤(6)叠合在一起的石墨烯钢铁材料进行热轧，热轧的温度为1000℃，制备出石墨烯/钢铁复合材料。