：
[0022] (1)將粒度為60~65ym的鋁合金霧化粉體和石墨烯添加量為石墨烯/鋁合金 復合材料量的4. 0~5.Owt. %混合體，在轉(zhuǎn)速10~30r/min的"V"型混粉機中混合40~ 48h；
[0023] (2)將步驟（1)制得的混合粉體放入轉(zhuǎn)速150~180r/min的VC高效混合機中混 合 25 ~30min;
[0024] (3)將所制混合粉體、磨球和硬脂酸置于攪拌式球磨機中，充入液氮，待液氮浸沒 全部磨球時開始球磨，球料比為40 : 1;
[0025] (4)低溫球磨3小時后，取出粉末并置于惰性氣體保護箱中，待其溫度恢復至室溫 后裝入內(nèi)腔直徑為80~120mm，內(nèi)腔高度為85~300mm的鋁復合材料包套內(nèi)；
[0026] (5)于300~350°C和2. 0X10 3Pa真空度下，對包套真空除氣4h，除氣結束后將 包套砸癟，焊合密封；
[0027] (6)于450°C和100~120MPa壓力下，對密封的所述包套保壓時間3h進行熱等靜 壓；
[0028] (7)將熱等靜壓后的包套進行機械加工，去掉包套皮，得圓柱形擠壓坯料，直徑為 55~85mm，高度為55~200mm;
[0029] (8)將所得的擠壓坯料在340 °C下用噸位為200~500t的擠壓機以15 : 1~ 20 : 1的擠壓比熱擠壓，得所述石墨烯/鋁復合材料棒材。
[0030] 本發(fā)明提供的另一種制備石墨烯/鋁復合材料的方法，該方法包括如下工藝步 驟：其改進之處在于，所述V形混合機是由桶體剖成40度角后組合的不等高混合桶體的，由 基座兩箱體支承中心軸的混合機，混料桶內(nèi)設有強制性攪拌裝置；在轉(zhuǎn)速20r/min的"V"型 混粉機中混合15~24h。
[0031] 本發(fā)明提供的另再一種制備石墨烯/鋁復合材料的方法，該方法包括如下工藝步 驟：其改進之處在于，所述步驟（2)的所述VC高效混合機為錐形筒體，筒內(nèi)中心裝有攪拌主 軸。
[0032] 本發(fā)明提供的另一種制備石墨烯/鋁復合材料的方法，該方法包括如下工藝步 驟：其改進之處在于，所述步驟（3)的所述磨球為無鉻軸承鋼質(zhì)材料磨球。
[0033] 本發(fā)明提供的制備石墨烯/鋁合金復合材料的方法中，所述鋁合金按質(zhì)量百分比 計的化學組分為：銅（最大）〇? 10 ;鐵（最大）：〇? 50 ;硅：0? 50-0. 9 ;錳（最大）0? 03 ;鎂： 0.6-0.9 ;鋅（最大）0. 10 ;鉻（最大）0.03 ;硼：（最大）0.06 ;其他元素：（每種最大）0.03 ; 其他元素（總含量最大）：〇? 10 ;錯：余量。
[0034] 和最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的技術方案具有以下優(yōu)異效果：
[0035] (1)采用低溫球磨技術結合熱等靜壓、熱擠壓技術等制備出石墨烯在鋁合金基體 中均勻分布且界面結合良好的"石墨烯/鋁"復合材料擠壓棒材（或絲材），然后將其作為 "石墨烯/鋁合金"的中間合金，使得石墨烯可以通過"石墨烯/鋁合金"中間合金的形式加 入到熔融的鋁液中，最大程度地改善石墨烯在鋁合金液中的分散均勻性，從而使得石墨性 改性鋁合金導線電纜的工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。
[0036] (2)材料制備過程簡單，工藝可調(diào)可控。材料制備成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，市場 前景良好。
[0037] (3)本發(fā)明使用的V形混合機、VC高效混合機和無鉻軸承鋼質(zhì)材料磨球有利于石 墨烯在鋁合金基體中的均勻分布和其間的界面結合。
【具體實施方式】
[0038] 下面用具體實施方案對本發(fā)明提供的制備鋁/石墨烯復合材料做非限定性的詳 細、具體的說明。
[0039] 實施例1 :
[0040] 取商業(yè)純錯合金霧化粉體999克，石墨稀（Hummer's法制備）lg，具體制備過程如 下：
[0041] (1)將粒度60ym的，鋁合金霧化粉體和添加的石墨烯添加量為石墨烯/鋁合金復 合物總量的4.lwt. %混合物在轉(zhuǎn)速20r/min的"V"型混粉機中混合40h;
[0042] (2)將混合粉體放入轉(zhuǎn)速150r/min的VC高效混合機中混合25min;
[0043] (3)將混合粉體、高碳鉻軸承鋼質(zhì)材料磨球和硬脂酸同時置于攪拌式球磨機中，充 入液氮，待液氮浸沒全部磨球時開始球磨。其中球料比為40 : 1;
[0044] (4)低溫球磨3小時后，取出粉末并置于惰性氣體保護箱中，待其溫度恢復至室溫 后裝入材質(zhì)為3A21鋁復合材料，厚度為2mm，包套內(nèi)腔直徑為〇 80mm，包套內(nèi)腔高度為85mm 的包套內(nèi)，；
[0045] (5)于真空度2. 0X10 3Pa和300°C下，將包套進行真空除氣4h，除氣結束后將包 套砸癟，焊合密封；
[0046] (6)于450°C，120MPa壓力下，將密封后的包套熱等靜壓保溫保壓3h;
[0047] (7)車削去掉包套皮，得直徑為〇55mm，高度為55mm的圓柱形擠壓坯料；
[0048] (8)將該擠壓坯料在340°C下，以噸位200t的擠壓機在為15 : 1擠壓比下熱擠壓， 得到"石墨烯/鋁"復合材料棒材，即石墨烯/鋁復合材料。
[0049] 采取以上工藝制備的石墨稀/錯合金復合材料的棒材室溫抗拉強度為300MPa，伸 長率為12%，導電率（IACS)為63%。與未添加石墨烯的鋁合金（抗拉強度160~220MPa， 伸長率為10%，IACS49.9%)相比，石墨烯/鋁合金復合材料擠壓棒材的抗拉強度，伸長 率和導電率均有所提高。
[0050] 實施例2~5列于下表，其中的工藝步驟順序和術語含義與實施例1同，所列出的 是與實施例1對應的參數(shù)的不同數(shù)值：
[0051]
[0052] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，所 屬領域的普通技術人員應當理解，參照上述實施例可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改 或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本 發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：所述復合材料以鋁為基體，石墨烯添加 量為所述石墨稀/錯復合材料的4. O~5. Owt. %。2. 根據(jù)權利要求1的一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：石墨烯添加量為所 述石墨稀/錯復合材料的4. 1~5. Owt. %。3. 根據(jù)權利要求1的一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：石墨烯添加量為所 述石墨稀/錯合金復合材料的4. 5~5. Owt. %。4. 根據(jù)權利要求1的一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：石墨烯添加量為所 述石墨稀/錯合金復合材料的4. 3wt. %。5. 根據(jù)權利要求1的一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：石墨烯添加量為所 述石墨稀/錯合金復合材料的4. 2wt. %。6. 根據(jù)權利要求1的一種石墨烯/鋁合金復合材料，其特征在于：石墨烯添加量為所 述石墨稀/錯合金復合材料的5. Owt. %。7. 根據(jù)權利要求1~6任一項的制備石墨烯/鋁合金復合材料，所述鋁合金按質(zhì)量百 分比計的化學組分為：銅（最大）〇? 10 ;鐵（最大）：〇? 50 ;硅：0? 50-0. 9 ;錳（最大）0? 03 ; 鎂：0.6-0. 9 ;鋅（最大）0? 10 ;鉻（最大）0.03 ;硼：（最大）0.06 ;其他元素：（每種最 大）〇? 03 ;其他元素（總含量最大）：0? 10 ;鋁：余量。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種石墨烯/鋁合金復合材料。該復合材料中石墨烯的添加量為所述復合材料總量的4.1～5.0wt.％。與未添加石墨烯的純鋁合金抗拉強度，導電性和抗拉強度比，石墨烯/鋁合金復合材料的力學性能抗拉強度和電氣性導電性均有不同程度提高。石墨烯/鋁合金復合材料中間合金的出現(xiàn)，使得石墨烯可以通過“石墨烯/鋁合金”中間合金的形式加入到熔融的鋁液中，最大程度地改善石墨烯在鋁合金液中的分散均勻性，從而使得石墨性改性鋁導線電纜的工業(yè)化批生產(chǎn)可以通過熔融鑄造法來實現(xiàn)。該復合材料的制備方法包括機械混合、低溫球磨、真空除氣、熱等靜壓和擠壓等，工藝簡單可控，生產(chǎn)成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，市場前景良好。
【IPC分類】C22C1/10, C22C21/00
【公開號】CN105112733
【申請?zhí)枴緾N201510388201
【發(fā)明人】李炯利, 王旭東, 何維維, 戴圣龍, 王勝強
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月25日