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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种液相制备工艺实现石墨烯定向排布的铝基复合材料丝材制备方法，涉及一种石墨烯铝基复合材料丝材制备方法。本发明为了解决石墨烯在复合材料中排列杂乱无序，实现石墨烯铝复合材料丝材中石墨烯的定向排列，提出了一种液相制备工艺实现石墨烯定向排布的铝基复合材料丝材制备方法。本发明将石墨烯铝前驱体在含有氨气氛围中进行致密化热压烧结得到准定向排列石墨烯铝预制体铸锭，且C‑N无定形化合物可以抑制界面反应，填充界面处的空穴和缺陷从而改善复合材料的导电性能。采用的喷丝口采用扁平状喷丝口使得石墨烯片层将会有规律的均匀定向排列提高石墨烯片层的取向度。采用Na2CO3成型冷却液使得复合材料丝材的耐腐蚀性能得到提升。

主权项：1.一种液相制备工艺实现石墨烯定向排布的铝基复合材料丝材制备方法，其特征在于：液相制备工艺实现石墨烯定向排布的铝基复合材料丝材制备方法按以下步骤进行：一、称料按质量分数称取0.5％～2％的石墨烯以及余量的铝金属粉末作为原料；二、石墨烯铝粉的前驱体制备将步骤一中称取的石墨烯和铝金属粉末混合添加到球磨罐中进行高能机械球磨，得到石墨烯-铝粉末；将制得的石墨烯-铝粉末利用与球磨球分离，随后将石墨烯-铝粉末装入钢制的模具之中，利用液压机压实，得到石墨烯定向排列的石墨烯铝前驱体；三、石墨烯铝前驱体在保护气氛下的烧结将步骤二中的石墨烯铝前驱体放入气氛炉中，将气氛炉密闭并且抽真空，随后向气氛炉中充入氨气或充入氨气与氩气的混合气氛，进行热压烧结，得到准定向排列石墨烯铝预制体铸锭；所述热压烧结的工艺为：以5～10℃min的加热速度将炉子加热到600～650℃，然后向预制体施加100～150MPa的压力并热压240～300分钟，最后待气氛炉的温度降至室温后，获得准定向排列石墨烯铝的复合材料铸锭；所述氨气与氩气的混合气氛中氨气的体积分数为50％；四、制备定向排布的石墨烯铝复合材料丝材将步骤三中制备好的准定向排列石墨烯铝预制体铸锭加热得到的液态的石墨烯铝复合材料并加入到注射器中，将注射器的喷口置于成型冷却液中，利用注射器将液态的石墨烯铝复合材料挤出并在成型冷却液中冷却成型，获得含有高定向排列石墨烯的复合材料丝材；所述注射器的喷口管为扁平形状喷口管或圆形喷口管；所述成型冷却液中溶质为Na2CO3；五、退火处理将步骤四中得到的含有高定向排列石墨烯的复合材料丝材进行退火处理。

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