/镍复合粉压制成型，得到石墨烯/镍坯锭，将该坯锭放置于烧结炉，氢气气氛下1000°c烧结5小时，得到高度致密的石墨烯增强镍基复合材料。
[0051 ] 实施例2
[0052]与实施例1主要的不同之处在于:本实施例2增加了热挤压过程，得到石墨烯/镍复合丝材。
[0053]本实施例2制备石墨烯/镍复合丝材的基本操作步骤如下:
[0054]I)石墨烯增强镍基复合材料的材料成分
[0055]石墨烯增强镍基复合材料的材料成分主要是金属镍和石墨烯，其中金属镍采用化学还原法制备，粒径为0.1μηι-5μηι，复合材料中占比为97wt% ;其中石墨稀的原料为采用Hmimers法制备的单层或少层氧化石墨稀，在复合材料中占比为3wt%。
[0056]Π )制备石墨烯增强镍基复合材料的基本步骤(工艺流程见附图1)
[0057]I)配制0.25mol/L硫酸镍溶液与0.25mol/L抗坏血酸溶液；
[0058]2)将氧化石墨烯加入去离子水中，离子搅拌分散0.5小时使氧化石墨烯均匀分散，得到质量浓度为0.9 %的氧化石墨烯溶液。
[0059]3)取1L抗坏血酸溶液与402g氧化石墨烯溶液混合，离子搅拌5-10分钟，取8L硫酸镍溶液加入到上述混合液中，继续离子搅拌。硫酸镍与抗坏血酸发生还原反应，生成镍颗粒，氧化石墨烯被镍粉吸附，得到氧化石墨烯/镍悬浊液。
[0060]4)将氧化石墨烯/镍悬浊液离心洗涤5-10次，冷冻干燥，得到氧化石墨烯/镍复合粉。
[0061]5)将氧化石墨烯/镍复合粉进行预成型，在氢气气氛下，750 °C加热还原2小时，得到石墨烯/镍复合粉。
[0062]6)利用冷等静压技术将石墨烯/镍复合粉压制成型，得到石墨烯/镍坯锭，将该坯锭放置于烧结炉，氢气气氛下1050 °C烧结5小时。
[0063]7)将经过粉末冶金高致密化后的石墨烯增强镍基复合材料进行热挤压处理，热挤压温度为800°C，挤压比为40，得到石墨烯/镍复合丝材。将所得材料进行性能测试，抗拉强度为600MPa，延伸率20 %。
[0064]实施例3
[0065]与实施例2不同之处在于:本实施例3在实施例2的基础上增加退火及乳制工艺，得到石墨稀/镍复合带材。
[0066]本实施例3制备石墨烯/镍复合带材的基本操作步骤如下:
[0067]I)石墨烯增强镍基复合材料的材料成分
[0068]石墨烯增强镍基复合材料的材料成分主要是金属镍和石墨烯，其中金属镍及石墨烯的原料及含量与实施例2相同。
[0069]Π )制备石墨烯增强镍基复合材料的基本步骤(工艺流程见附图1)
[0070]I)配制0.25mol/L硫酸镍溶液与0.25mol/L抗坏血酸溶液；
[0071]2)将氧化石墨烯加入去离子水中，离子搅拌分散0.5小时使氧化石墨烯均匀分散，得到质量浓度为0.9 %的氧化石墨烯溶液。
[0072]3)取1L抗坏血酸溶液与402g氧化石墨烯溶液混合，离子搅拌5-10分钟，取8L硫酸镍溶液加入到上述混合液中，继续离子搅拌。硫酸镍与抗坏血酸发生还原反应，生成镍颗粒，氧化石墨烯被镍粉吸附，得到氧化石墨烯/镍悬浊液。
[0073]4)将氧化石墨烯/镍悬浊液离心洗涤5-10次，冷冻干燥，得到氧化石墨烯/镍复合粉。
[0074]5)将氧化石墨烯/镍复合粉进行预成型，在氢气气氛下，进行还原处理，得到石墨稀/镍复合粉。
[0075]6)利用冷等静压技术将石墨烯/镍复合粉压制成型，得到石墨烯/镍坯锭，将该坯锭放置于烧结炉，氢气气氛下1050 °C烧结5小时。
[0076]7)将经过粉末冶金高致密化后的石墨烯增强镍基复合材料进行热挤压处理，热挤压温度为900 0C，挤压比为20，得到石墨烯/镍复合丝材。
[0077]8)将石墨烯/镍复合丝材进行退火处理，温度为650°C，时间2小时。
[0078]9)通过乳制工艺，将退火态石墨稀/镍复合丝材乳制得到石墨稀/镍复合带材料，带材厚度为1mm。
[0079]实施例4
[0080]与实施例3不同之处在于:本实施例4改变了镍基体和石墨烯增强体在复合材料中的质量比例，以及针对不同配方对工艺参数做出的调整。
[0081 ]本实施例4制备石墨烯增强镍基复合材料的基本操作步骤如下:
[0082]I)石墨烯增强镍基复合材料的材料成分
[0083]石墨烯增强镍基复合材料的材料成分主要是金属镍和石墨烯，其中金属镍采用化学还原法制备，粒径为0.1μηι-5μηι，复合材料中占比为99.5wt% ;其中石墨稀的原料为采用Hmimers法制备的单层或少层氧化石墨稀，在复合材料中占比为0.5wt%。
[0084]Π )制备石墨烯增强镍基复合材料的基本步骤(工艺流程见附图1)
[0085]I)配制0.5mol/L硫酸镍溶液与0.5mol/L抗坏血酸溶液；
[0086]2)将氧化石墨烯加入去离子水中，离子搅拌分散0.5小时使氧化石墨烯均匀分散，得到质量浓度为1.2%的氧化石墨烯溶液。
[0087]3)取1L抗坏血酸溶液与98g氧化石墨烯溶液混合，离子搅拌5-10分钟，取8L硫酸镍溶液加入到上述混合液中，继续离子搅拌。硫酸镍与抗坏血酸发生还原反应，生成镍颗粒，氧化石墨烯被镍粉吸附，得到氧化石墨烯/镍悬浊液。
[0088]4)将氧化石墨烯/镍悬浊液离心洗涤5-10次，冷冻干燥，得到氧化石墨烯/镍复合粉。
[0089]5)将氧化石墨烯/镍复合粉进行预成型，在氢气气氛下，850摄氏度加热还原5小时，得到石墨烯/镍复合粉。
[0090]6)利用冷等静压技术将石墨烯/镍复合粉压制成型，得到石墨烯/镍坯锭，将该坯锭放置于烧结炉，氢气气氛下1200 0C烧结5小时。
[0091 ] 7)将经过粉末冶金高致密化后的石墨烯增强镍基复合材料进行热挤压处理，热挤压温度为950°C，挤压比为20，得到石墨烯/镍复合丝材。将所得材料进行性能测试，将所得材料进行性能测试，抗拉强度为450MPa，延伸率30%。
[0092]8)将石墨烯/镍复合丝材进行退火处理，温度为580°C，时间4小时。
[0093]9)通过乳制工艺，将退火态石墨稀/镍复合丝材乳制得到石墨稀/镍复合带材料，带材厚度为0.5mm。
[0094]应当理解的是，上述实施例仅仅是本发明的一部分实施方式，本发明所述石墨烯增强镍基复合材料包括所有适用于该产品的体系，如改变基体镍的制备配方，还可以是其他镍盐溶液与还原剂的组合，最终复合材料的配方应根据实际应用需求进行设计。
[0095]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应该认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 第一步，分别配制硫酸镍溶液及还原剂溶液； 第二步，将还原剂溶液与氧化石墨烯溶液混合，然后在搅拌的过程中加入硫酸镍溶液，硫酸镍被还原生成微米镍粉及少量纳米镍粉，氧化石墨稀被镍粉吸附，得到氧化石墨稀/镍悬浊液； 第三步，将所述第二步中悬浊液离心洗涤数次，冷冻干燥，得到氧化石墨烯/镍复合粉； 第四步，将上述第三步中氧化石墨烯/镍复合粉进行预成型，在氢气气氛下进行还原处理，得到石墨烯/镍复合粉； 第五步，采用粉末冶金技术，将所述第四步中石墨烯/镍复合粉进行成型、烧结处理，得到高致密度的石墨稀增强镍基复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:第一步中:所述还原剂溶液为抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:第二步中，所述氧化石墨烯溶液、还原剂溶液及硫酸镍溶液，其混合顺序为先将氧化石墨烯溶液与还原剂溶液混合，然后该混合液与硫酸镍溶液混合;氧化石墨烯溶液与还原剂溶液混合后，还原剂将氧化石墨烯部分还原，还原剂应过量，以确保镍离子被全部还原。4.根据权利要求3所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:第二步中，所述还原剂溶液和硫酸镍溶液的浓度为0.lmol/L-0.5mol/L，氧化石墨烯溶液的质量浓度为0.3%-1.2%，氧化石墨稀添加量占复合材料总质量的0.3wt%-5wt%。5.根据权利要求1所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:第四步中，所述在氢气气氛下进行还原处理，是指:在氢气气氛下加热，加热温度为500°C-9000C，加热时间2-10小时，得到石墨烯/镍复合粉。6.根据权利要求1所述的石墨稀增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:第五步中，所述粉末冶金技术，包括冷等静压与烧结过程，等静压压力为0.5GPa-5GPa，烧结温度为700 0C-1200 0C，烧结时间为3-7小时。7.根据权利要求1-6任一项所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:在第五步之后，进一步包括第六步:采用热挤压技术，同时采用木炭保护，防止材料氧化;将所述第五步中石墨烯增强镍基复合材料进行挤压处理，材料组织进一步致密化，得到石墨M/镍复合丝材。8.根据权利要求7所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:在第六步之后，进一步包括第七步:采用乳制技术，将所述第六步中石墨烯/镍复合丝材进行乳制处理，得到石墨稀/镍复合带材，进一步使石墨稀在镍基体中取向分布，石墨稀增强效果提升。9.根据权利要求8所述的石墨烯增强镍基复合材料的制备方法，其特征在于:所述第六步中，热挤压的温度为600°C-1000°C，挤压比为20-60; 所述第七步中，乳制得到石墨稀/镍复合带材料厚度为0.1-2_，石墨稀增强效果明显。10.—种权利要求1-9任一项所述方法制备的石墨烯增强镍基复合材料。
【专利摘要】本发明公开一种石墨烯增强镍基复合材料及其制备方法，该方法是在氧化石墨烯溶液中先后加入还原剂与硫酸镍，还原制得的镍粉直接与溶液中氧化石墨烯复合，初步得到氧化石墨烯/镍复合粉，将其干燥还原得到石墨烯/镍复合粉，再通过粉末冶金、热挤压、轧制技术得到石墨烯/镍的复合块材、复合丝材、复合带材。本发明所述复合材料中石墨烯分散均匀，且基体与增强体界面结合良好，复合材料具有优异的物理性能。同时，本发明工艺简单，过程易控，易实现规模化生产应用。
【IPC分类】B22F9/24, B22F3/10, C22C1/10, B22F3/24, C22C1/05, C22C19/03
【公开号】CN105695788
【申请号】CN201610214707
【发明人】王鹏鹏, 毛琳, 陈乐生, 沈敏华
【申请人】上海和伍复合材料有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月8日