[发明专利]一种石墨烯/铜基复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯/铜基复合材料及其制备方法，通过热等静压技术对石墨烯基体进行浸铜制备出石墨烯/铜复合材料。具体工艺过程为将石墨烯粉与少量粘结剂混合，混和均匀后在液压机上进行压制，控制适宜的压力大小，制得压坯；将制得的压坯在N2保护气氛烧结炉中烧结，制得石墨烯预制体；将石墨烯预制体在有N2保护气氛的铜熔液中进行浸渍，随后冷却得到铜包石墨烯锭块；将盛装铜包石墨烯锭块的舟皿置于热等静压机中，进行热等静压浸渍处理，使铜液体填充石墨烯坯块内孔隙，冷却下来就得到石墨烯/铜基复合材料。其优点是本发明提供的方法具有工艺简便，成本低，适合大规模生产等优点。所制备的石墨烯/铜基复合材料致密度高，不仅力学性能优良而且具有良好的导热、导电和自润滑性能，为该材料开辟出新的应用前景。

主权项

一种适合大规模工业化生产石墨烯/铜基复合材料的制备方法，具体工艺过程步骤为：步骤一：按照质量百分数将石墨烯粉与1‑5％聚乙烯醇(PVA)粘结剂搅拌混合，混和均匀后在液压机上进行压制，控制压力200‑300MPa，制得压坯；步骤二：将制得的压坯在N2保护气氛烧结炉中800‑1000℃烧结，制得石墨烯预制体；步骤三：将石墨烯预制体在N2保护气氛下浸入1200‑1400℃的铜熔液中进行浸渍，随后冷却得到铜包石墨烯锭块；步骤四：将盛装铜包石墨烯锭块的舟皿置于热等静压机中，进行热等静压浸渍处理，先在80‑180Pa下烘炉至350‑500℃；通Ar气0.1‑0.2MPa，升温至铜充分熔化；断加热电源，抽真空至真空度为100‑800Pa；充Ar并通电加热，在1200‑1380℃、80‑90MPa下保温、保压1‑2小时后，断电随炉冷却；步骤五：断电随炉冷却至100℃以下出炉，用车加工扒掉浸铜石墨烯周围的铜，浸铜后材料密度较原先有明显提高，并且其开口气孔率下降。