[发明专利]一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法。本发明的目的是要解决现有制备石墨烯增强铜基复合材料的方法中存在的石墨烯分散性差、成本高和工艺复杂的问题。本发明以氧化石墨烯为增强体前体，将制备的氧化石墨烯与铜粉在乙醇溶液中超声混合，利用低成本球磨技术使氧化石墨烯均匀与铜粉均匀分散。最后采用真空热压烧结制备石墨烯增强铜基复合材料。本发明所制得的复合材料具有石墨烯分散性好、制备方法简单高效和易于实现大规模生产的优点。

主权项

一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法，其特征在于制备石墨烯增强铜基复合材料的方法是按以下步骤进行的：一、制备氧化石墨烯：在冰水浴的条件下向装有46mL的浓硫酸的锥形瓶中加入1g石墨粉和1g硝酸钠，在冰水浴的条件下混合搅拌20min，在冰水浴的条件下加入6g高锰酸钾，搅拌40min，得到绿紫色的混合液，将绿紫色的混合液在温度为30℃～40℃的条件下保温1h，然后在温度为30℃～40℃的条件下加入40mL的蒸馏水，在温度为85℃～95℃的条件下保温30min，得到棕色混合液，在室温条件下向棕色混合液中加入100mL的蒸馏水和6mL的过氧化氢，得到亮黄色的混合液，然后用质量浓度为3%的盐酸溶液和蒸馏水反复洗涤亮黄色的混合液至pH为6～7，过滤，冷冻干燥12h，得到氧化石墨烯纳米片；二、制备氧化石墨烯‑铜复合粉末：将100g的铜粉加入到40mL的无水乙醇中，在室温下超声分散30min，得到铜粉悬浮液；称取步骤一得到的氧化石墨烯0 .5g～2 .0g放在铜粉悬浮液中以10kHz的频率继续超声分散1h，得到氧化石墨烯与铜粉的水性分散体；将氧化石墨烯与铜粉的水性分散体加入到500ml的聚四氟乙烯球磨罐中，在400r/min条件下分别球磨1～7h，所述球磨过程采用不锈钢磨球，球料质量比为10:1，过程控制剂为1wt%的硬脂酸，随后将球磨浆料过滤，80℃ 真空干燥24h移除乙醇，得到氧化石墨烯‑铜复合粉末；三、石墨烯增强铜基复合材料的制备：将步骤二制备的氧化石墨烯‑铜复合粉末加入到材质为石墨的模具中，在真空度为10‑2Pa、压力为25MPa和温度为850℃的条件下烧结1h，自然冷却至室温，得到石墨烯增强铜基复合材料，所述的石墨的模具表面涂有氮化硼防渗层。