[发明专利]一种石墨烯增强镁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将镁基体在坩埚中加热熔化，得到镁基体熔体；在所述坩埚的顶部引入空气或由氧气与稀有气体混合而成的混合气体，使所述坩埚的顶部与流动的空气或流动的所述混合气体直接接触，所述混合气体中氧气的体积百分含量为10～30％；所述镁基体为镁锌合金、镁钙合金、镁铜合金、镁锌钙合金、镁锌锆合金中的一种或多种；

(2)将一氧化碳气体持续通入所述镁基体熔体中进行气液原位反应，得到石墨烯增强合金熔体；在所述一氧化碳气体与所述镁基体熔体发生气液原位反应的同时，保证所述坩埚的顶部的温度为300℃以上，并在所述坩埚的顶部引燃逸出的未参与反应的一氧化碳气体；

(3)将所述石墨烯增强合金熔体凝固，得到石墨烯增强镁基复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤(3)之前，还包括往步骤(2)得到的石墨烯增强合金熔体中通入高能超声波进行超声的步骤。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

所述高能超声波的超声功率为500～1000W，频率为20Hz，往所述石墨烯增强合金熔体中通入高能超声波进行超声的时间为5～60min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤(3)之后，还包括将得到的石墨烯增强镁基复合材料进行热变形以得到变形态的石墨烯增强镁基复合材料的步骤。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述热变形采用挤压热变形工艺、等通道径角挤压热变形工艺或轧制热变形工艺进行。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述热变形采用挤压热变形工艺进行；

所述挤压热变形工艺的挤压温度为300～400℃，挤压比不小于10:1。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(1)中，所述镁基体熔体的体积占所述坩埚的体积的0.25～0.75；和/或

在步骤(1)中，所述加热的温度高于所述镁基体的熔点40～100℃。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(2)中，通入所述一氧化碳气体的流量为0.1～2L/min；和/或

在步骤(2)中，所述气液原位反应的温度为580～750℃，所述气液原位反应的时间为5～100min，所述气液原位反应的搅拌速度为100～3000r/min。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(3)中，采用水冷的方式使所述石墨烯增强合金熔体凝固；或在50～100MPa压力下使所述石墨烯增强合金熔体凝固。

10.由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制得的石墨烯增强镁基复合材料。