1.一种石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,按质量百分比,包括以下步骤:
1) 将5-20g石墨烯纳米片加入500ml无水乙醇中,在无水乙醇中进行超声分散
2) 在1000g球形钛合金粉末中加入4%的聚乙烯醇进行球磨,后将混合粉体加入到石墨烯纳米片中进行超声波分散;
3) 将分散好的石墨烯钛合金混合粉体进行球磨,球料比为4:1,然后在500℃进行热解反应;
4) 将步骤3)中的混合粉体放入铺有石墨纸的石墨模具中,将石墨模具放入等离子烧结系统中,对混合粉体进行短时快速凝固,并对等离子烧结系统进行抽真空;
5) 将步骤4)中压坯放入不锈钢包套中,将不锈钢包套放入热等静压系统中,进行高压低温烧结,而后保温;
6). 烧结完毕后,烧结样品炉冷至室温,取出样品。
2.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中石墨烯纳米片的的厚度为1~3 nm,直径为0~25 μm。
3.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,将称量好的石墨烯纳米片在无水乙醇中超声分散30 min。
4.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,所述钛合金粉末为等离子旋转电极雾化法制备的高品质球形粉末。
5.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,所述石墨烯纳米片与所述钛合金粉末的质量比范围为0.5%wt~2%wt。
6.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,聚乙烯醇的加入量为4%,球磨机转速为400r/min,再将石墨烯与钛合金混合粉体在无水乙醇中超声分散30min。
7.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中的球磨中,球料比为4:1,球磨机角速度为400r/min,热解温度为500℃。
8.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中,以200℃/min的加热速率将石墨坩埚加热至1050℃,并在升温过程中对压实的粉体材料施加40MPa的压力,而后,在烧结温度1050℃,烧结压力40MPa的环境中,保温5min。
9.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中,高温低压烧结、保温步骤为:直接升温至900℃,并对包套施加130MPa压力,而后保温1h,随炉冷却。
10.根据权利要求1所述的石墨烯增强钛基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将10g石墨烯纳米片加入无水乙醇中,在无水乙醇中进行超声分散30min;
将1000g球形钛合金粉末加入4%的聚乙烯醇中进行球磨,后将混合粉体加入到石墨烯纳米片中进行超声波分散30min;
将分散好的石墨烯钛合金混合粉体以400 r/min的转速进行球磨,球料比为4:1,后在500℃进行热解反应;
4 将步骤3)中钛合金混合粉体放入铺有石墨纸的石墨模具中,将石墨模具放入等离子烧结系统中,以200℃/min的加热速率将石墨坩埚加热至1050℃,并在升温过程中对压实的粉体材料施加40MPa的压力,而后,在烧结温度1050℃,烧结压力40MPa的环境中,保温5min,制成压坯。