[发明专利]一种用搅拌摩擦工艺制备石墨烯增强铝基复合材料的方法

摘要

一种用搅拌摩擦工艺制备石墨烯增强铝基复合材料的方法，以铝合金为基材，以无电镀铜石墨烯为增强材料，通过搅拌摩擦工艺制备而成，包括以下步骤：1）无电镀铜石墨烯的制备；2)铝合金板预处理；3）铝合金板填入增强材料；4）摩擦搅拌加工。本发明通过摩擦搅拌工艺，将铝合金与无电镀铜石墨烯均匀混合，制得的石墨烯增强铝基复合材料克服了石墨烯易出现分布不均的缺点。本发明具有工艺简单、加工成本低、石墨烯分散效果好的特点，制备石墨烯增强铝基复合材料的适用于赛车、高速列车、航空航天、人造卫星和空间站等领域。

主权项

1.一种用搅拌摩擦工艺制备石墨烯增强铝基复合材料的方法，其特征在于，以铝合金为基材，以无电镀铜石墨烯为增强材料，通过搅拌摩擦工艺制备而成，包括以下步骤：1）无电镀铜石墨烯的制备：通过化学气相沉积法，在通入氢气、以甲烷为生长源保持1Pa条件下，在无电镀铜SiC颗粒表面上生长石墨烯，制备无电镀铜石墨烯，备用；2）铝合金板预处理：取两块侧面相互配合的铝合金板，作为料板a和料板b，并在其中一块铝合金板侧面加工出一道凹槽，凹槽即为增强材料的进料槽；3）铝合金板填入增强材料：将步骤1）得到的无电镀铜石墨烯增强材料填入进料槽，然后将两块料板配合、固定；4）摩擦搅拌加工：启动摩擦搅拌装置，搅拌针按搅拌头转速开始旋转，将搅拌针对准料板a与料板b的对接缝，由搅拌头提供向下的压力，使得搅拌针旋转进入待加工区，搅拌针完全进入对接缝后，令搅拌头按进给速度沿对接缝进行搅拌摩擦加工，得到搅拌区材料，搅拌区材料即为制备的石墨烯增强金属基复合材料；利用搅拌头进行加工时，搅拌头转速为800～1200rpm，进给速度为0.5～2.0mm/s，搅拌头旋转轴向进给的反方向倾斜1～5°。