使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法与流程

文档序号:12458145阅读:来源:国知局

技术特征:

1.使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:

a)喷砂通过打磨方式清除基体表面的残余物质,使基体表面粗糙,改善基体与喷涂层间的结合强度;

b)热喷工作层采用热喷涂喷枪及石墨烯复合粉末热喷涂复合焊丝,对所述基体表面进行热喷涂,使所述基体表面生成少层铁基石墨烯增强复合涂层,该涂层表面包含有均匀分布的少层石墨烯细化晶粒;

其中,所述石墨烯复合粉末热喷涂复合焊丝由管状包皮材料和充填其中的填料粉末组成;所述管状包皮材料为低碳钢或低合金钢,所述填料粉末为Fe基石墨烯粉末、陶瓷颗粒、B、Cr、Ni、难熔金属、纳米级Al2O3粉末的混合物,其各成分的重量比为Fe基石墨烯粉末:陶瓷颗粒:B:Cr:Ni:难熔金属:纳米级Al2O3粉末=40-85:1-10:2.6-5:2-20:1-4:1-5:5-20,其中,所述Fe基石墨烯粉末中Fe与C的质量比为40-80:1.6-2.5。

2.如权利要求1所述的使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法,其特征在于,所述陶瓷颗粒包含SiC、B4C、BN、SiO2、TiC、Al2O3成分。

3.如权利要求1所述的使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法,其特征在于,所述难熔金属为V、Nb、Ta、Mo、W中的至少一种。

4.如权利要求1所述的使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法,其特征在于,采用超音速电弧喷涂装置进行操作施工,其工作电压为18-40V,工作电流为180-500A,喷涂工作距离为200-800mm,压缩空气压力为0.4-1.0MPa。

5.如权利要求1所述的使用热喷涂方法制备石墨烯增强复合材料的方法,其特征在于,所述石墨烯复合粉末热喷涂复合焊丝由如下步骤制备而成:

a)选取粒径为100-500nm的石墨粉与粒径为53-96um的铁粉,按照重量比1:8-20的比例分别称重;

b)将上述石墨粉及铁粉放入干燥箱中干燥,100‐150℃保温0.5‐2.0小时;

c)将在步骤b中干燥的石墨粉及铁粉快速转入机械混合容器中,启动机械混合容器绕轴旋转,使所述石墨粉及铁粉相互碰撞结合,所述机械混合容器的转动速度为10–120rpm,搅拌时间为2-12小时;

d)搅拌完成后,将上述混合物用270目的格筛进行筛分,保留未经过270目筛孔的粉末,即为所述的铁基石墨烯粉末;

e)将步骤d中得到的铁基石墨烯粉末与所述陶瓷颗粒、B、Cr、Ni、难熔金属、纳米级Al2O3粉末按上述比例混合,烘干,再放入机械混合容器混合均匀,得到填料粉末,再将填料粉末填充至所述管状包皮材料中,即得到所述的石墨烯复合粉末热喷涂复合焊丝;

其中,所述机械混合容器包括圆筒形不锈钢容器罐、水平固定轴以及驱动水平固定轴旋转的驱动装置;所述容器罐两端设置有用于粉末填入和取出的活门,所述容器罐固定在水平固定轴上,且轴芯与水平固定轴成15°-45°夹角,所述容器罐以水平固定轴为轴心进行旋转;所述容器罐的直径与高度比为1:1-3。

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