The invention relates to a preparation method of graphene enhanced ODS copper, which belongs to the technical field of copper based composite material preparation. Using copper as copper source, using aluminium nitrate as the aluminum source, sodium hydroxide or ammonia as precipitant, the copper ion and aluminum ion generation copper hydroxide, aluminum hydroxide coprecipitation, graphene dispersion and solution, drying, molding, sintering, reduction of graphene enhanced ODS copper body by hot extrusion hot forging, hot rolling and heat processing method to achieve full density. The invention improves the graphene on copper substrate in uniform dispersion, improved between graphene and copper matrix interfacial bonding state, through the introduction of graphene and the dispersion of nano alumina particles in the copper matrix to achieve the dual strengthening effect, improve the strength of matrix and reduces the conduction performance.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯增强ODS铜的制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯增强ODS铜的制备方法,属于铜基复合材料制备
技术介绍
氧化铝(Al2O3)弥散强化(ODS)铜不仅具有与纯铜相近的高导电、导热性,而且还有抗电弧侵蚀、抗磨损能力以及优良的高温力学性能,因而得到广泛应用。但实际上,ODS铜的导电导热与力学性能之间存在突出的矛盾,过量(>1wt.%)Al2O3弥散粒子的加入会使材料的传导性能较纯铜大幅降低,加工性能也会变差。石墨烯因其特殊的二维结构和电学、光学、力学等优异性能而倍受关注。石墨烯具有超高的传导性能,导热系数能够达到5000W/(m·K),比表面积为2630m2/g,杨氏模量达到1.02TPa,且强度高达130GPa,同时其又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。因此,通过掺杂石墨烯来弥补ODS铜中过量Al2O3导致的传导性能的损失,是一种具有广阔前景的高强高导铜基复合材料的制备方法。但由于石墨烯具有很高的比表面积,因而具有较高的表面能,团聚现象较为严重。为解决这一突出问题,中国专利技术专利申请CN104451227A公开了一种石墨烯增强铜基复合材料及其制备方法,该方法是在氧化石墨烯粉末表面化学法镀铜后与金属粉末进行球磨混粉,采用粉末冶金温压工艺,对镀铜石墨烯/金属混合粉末进行温压成型、烧结,采用挤压、锻压和轧制等工艺进行复合材料加工,制得界面结合好、高致密度的石墨烯增强金属基复合材料。该方法制备的石墨烯增强铜基复合材料中,石墨烯较为均匀的分散在金属基体中,但是镀铜石墨烯粉末结构在球磨过程中容易遭到破坏,铜镀层也容易发生脱落,这将影响材料 ...
【技术保护点】
一种石墨烯增强ODS铜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将石墨烯粉末分别在浓度为2wt.%~10wt.%氢氧化钠溶液、稀盐酸溶液中进行碱洗、酸洗表面预处理,制得表面活性高的石墨烯粉末,将石墨烯粉末分散于十二烷基苯磺酸钠水溶液中得到石墨烯分散液;(2)配制铜盐和硝酸铝混合溶液,并将预先配制好的石墨烯分散液与之混合,通过磁力搅拌制得石墨烯/铜铝盐混合溶液;(3)配制氢氧化钠或氨水溶液,并匀速向石墨烯铜铝盐混合溶液中滴加,使石墨烯与氢氧化铜、氢氧化铝一同沉淀下来,最终得到掺有石墨烯的氢氧化铜与氢氧化铝的混合沉淀物;(4)将获得的混合沉淀物进行洗涤、干燥和还原,得到所需的石墨烯/ODS铜复合粉末;(5)将石墨烯/ODS铜复合粉末进行成型和烧结,通过热挤压、热轧、热锻热加工手段使复合材料进一步致密化,得到界面结合良好、全致密的石墨烯增强ODS铜复合材料,石墨烯增强ODS铜复合材料中石墨烯的含量为0.1wt.%~2wt.%。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯增强ODS铜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将石墨烯粉末分别在浓度为2wt.%~10wt.%氢氧化钠溶液、稀盐酸溶液中进行碱洗、酸洗表面预处理,制得表面活性高的石墨烯粉末,将石墨烯粉末分散于十二烷基苯磺酸钠水溶液中得到石墨烯分散液;(2)配制铜盐和硝酸铝混合溶液,并将预先配制好的石墨烯分散液与之混合,通过磁力搅拌制得石墨烯/铜铝盐混合溶液;(3)配制氢氧化钠或氨水溶液,并匀速向石墨烯铜铝盐混合溶液中滴加,使石墨烯与氢氧化铜、氢氧化铝一同沉淀下来,最终得到掺有石墨烯的氢氧化铜与氢氧化铝的混合沉淀物;(4)将获得的混合沉淀物进行洗涤、干燥和还原,得到所需的石墨烯/ODS铜复合粉末;(5)将石墨烯/ODS铜复合粉末进行成型和烧结,通过热挤压、热轧、热锻热加工手段使复合材料进一步致密化,得到界面结合良好、全致密的石墨烯增强ODS铜复合材料,石墨烯增强ODS铜复合材料中石墨烯的含量为0.1wt.%~2wt.%。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯增强ODS铜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述石墨烯为还原石墨烯,二维方向的长度为2~20μm,片层厚度小于3nm,以1~1...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈存广,纪庆竹,郭志猛,常永勤,李沛,陆天行,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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