[发明专利]一种石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料及其制备方法，它是在含长周期结构镁合金基体中加入石墨烯制得，石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:3‑5，石墨烯和镁合金粉末作为整体与镁合金板材的质量比为1:6‑10；镁合金基体的组分及其质量百分比为：3wt.%~9wt.%Y、1wt.%~3wt.%Zn、0.2 wt.%~2Ca、0.2wt.%~1wt.%Zr、0.2wt.%~0.8wt.%Sb，余量为Mg，制备方法包括镁合金粉末和镁合金板材的制备，粉末烘干、挤压和热处理，本发明的制备方法能使石墨烯在含长周期结构镁合金基体中分散得比较均匀，并使石墨烯与镁合金基体间很好结合在一起，方法简单、成本低。

主权项

1.一种石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金的制备：采用熔炼工艺制备得到Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金；（2）雾化法制粉：将步骤（1）制得的Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金放入预热的坩埚中，在真空条件下于600~680℃熔炼30~70min，得到镁合金熔液；将镁合金熔液过热50~150℃，然后置于雾化装置进行雾化，得到镁合金粉末；（3）镁合金板材的制备：将步骤（1）制得的Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金在520℃条件下均匀化处理4h，然后在450℃条件下轧制成镁合金板材；（4）粉末混合：将石墨烯和步骤（2）制得的镁合金粉末在液氮的环境中进行球磨，使所述石墨烯粘附到所述镁合金粉末表面，形成粉末混合物；（5）粉末烘干：将步骤（4）制备得到的粉末混合物送入真空热处理炉中烘干；（6）挤压：将步骤（3）制得的镁合金板材从中间截断得到第一层镁合金板材和第二层镁合金板材，将步骤（5）烘干后的粉末混合物均匀分散在第一层镁合金板材和第二层镁合金板材之间，然后将两层镁合金板材卷成圆棒，进行热挤压制得的石墨烯镁基复合材料；（7）热处理：将挤压制得的石墨烯镁基复合材料先在200‑300℃进行2‑10h时效处理，然后在100‑200℃进行16‑36h二次时效处理；所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料，是在含长周期结构镁合金基体中加入石墨烯制得，所述含长周期结构镁合金基体由镁合金粉末和镁合金板材组成，其中，石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:3‑5，石墨烯和镁合金粉末作为整体与镁合金板材的质量比为1:6‑10；所述含长周期结构镁合金基体的组分及其质量百分比为：3wt.%~9wt.%Y、1wt.%~3wt.%Zn、0.2 wt.%~2Ca、0.2wt.%~1wt.%Zr、0.2wt.%~0.8wt.%Sb，余量为Mg，将上述各组分采用熔炼工艺制备得到Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金，对Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金采用雾化法制粉得到镁合金粉末，对Mg‑Y‑Zn‑Ca‑Zr‑Sb镁合金采用均匀化处理得到镁合金板材。