本发明涉及一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法，属于铜基复合材料制备技术领域。
技术背景
目前在高性能电子电气元器件领域应用最为广泛的氧化铝(al2o3)弥散强化(ods)铜，不仅在室温和高温下具有较高的强度，而且还具有良好的抗高温软化、抗电弧侵蚀和耐磨损能力。虽然ods铜的强度及高温稳定性随着al2o3含量增多而提高，但其传导性能和加工性能却会随之减弱。目前，生产al2o3弥散强化铜合金的主要方法是内氧化法。中国发明专利cn105838911a公开了一种制备氧化铝弥散强化铜的方法，利用cu2o中的氧作为氧源与cu-al合金粉中的al结合形成al2o3制备ods铜。该发明虽然提高了铜基体的强度，但由于al2o3粒子的存在导致复合材料的导电率严重下降。
众所周知，石墨烯具有超高的强度及优异的传导性能，当前有不少研究向铜基体中添加石墨烯制备铜基复合材料，期望提高强度的同时也改善传导性能。中国发明专利申请cn105714138a公开了一种制备石墨烯增强铜基复合材料的方法，该发明将氧化石墨烯作为前驱体来制备石墨烯增强纯铜基复合材料，其电导率较纯铜有所提高，但是仅用石墨烯作为增强相对铜基体强度提高的幅度较ods铜相比相差较多。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法，通过在cu-al合金粉中引入氧化石墨烯，将氧化石墨烯中的o元素与cu-al合金粉末中的al元素通过高温扩散结合形成纳米al2o3，在保证材料强度的同时改善了传统ods铜材料的传导性和加工性能。
一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜复合材料的制备方法，具体技术方案包括以下内容：
1.将cu-al合金粉与一定量氧化石墨烯分散液进行混合，保证cu-al合金粉被氧化石墨烯分散液完全浸润，并保证混合浆料具有一定的流动性；
2.将混合浆料进行磁力搅拌一段时间之后，再在磁力搅拌条件下水浴加热使分散剂液体挥发，将得到的混合粉末进行真空干燥；
3.将干燥后的复合粉末进行成型、氧扩散和烧结得到石墨烯增强ods铜复合材料，最后通过塑性加工使复合材料进一步致密化，得到石墨烯分散均匀、全致密的石墨烯增强ods铜复合材料。
步骤1所述的cu-al合金粉是通过水雾化或气雾化方法制备的，合金中al的含量为0.1wt.％～1.0wt.％。
步骤1所述的氧化石墨烯为片状，片径为500nm～10μm，氧化石墨烯的含量为cu-al合金粉的0.1wt.％～2wt.％。
步骤3所述的复合粉末成型方法为冷等静压或模压成型，冷等静压成型压力为70～300mpa，保压时间为30～150s；模压成型压力为100～600mpa，保压时间为5～45s；成型后先在真空条件下进行氧的扩散，扩散温度为500～1000℃，时间为4～12h；然后在真空或氢气气氛下将温度升高至800～1050℃进行烧结，保温时间为1～4h，真空烧结真空度为10-1～10-3pa。
与其他技术相比，本发明具有以下优点：
(1)氧化石墨烯表面具有大量的亲水基官能团，在水或无水乙醇中具有良好的分散效果，容易实现与cu-al合金粉均匀混合，生成的石墨烯作为第二增强相均匀分散在ods铜基体中，避免了石墨烯团聚导致复合材料力学性能的恶化，尤其是塑性下降。
(2)氧化石墨烯为cu-al合金粉中的al提供充足的o以形成弥散分布的纳米级al2o3粒子，同时生成的石墨烯弥补了al2o3弥散强化粒子对铜基体传导性能的不利影响，使得复合材料提高铜基体强度的同时又不会引起传导性能的劣化，并且石墨烯的润滑作用能够改善ods铜的加工性能。
具体实施方案
实施例1：
(1)取200ml氧化石墨烯浓度为1mg/ml的氧化石墨烯分散液(分散剂为乙醇)，将其与10g水雾化cu-al合金粉均匀混合，al含量为0.1wt.％，保证cu-al合金粉被氧化石墨烯分散液完全浸润；
(2)将混合后浆料进行磁力搅拌5h，然后将水浴温度升至45℃在磁力搅拌条件下使分散剂液体挥发，将得到的混合粉末在40℃下进行真空干燥；
(3)将干燥后的复合粉末进行冷等静压成型，成型压力为70mpa，保压时间为150s；
(4)将得到的生坯先在825℃真空条件下进行氧扩散8h，再将温度升高至1000℃，在真空度为10-1pa的真空条件下烧结1.5h后得到石墨烯增强ods铜复合材料。最后通过热挤压使复合材料进一步致密化，得到致密性良好、石墨烯和氧化铝弥散相分散均匀的石墨烯增强ods铜复合材料，电导率为91％iacs，抗拉强度为505mpa。
实施例2：
(1)取200ml氧化石墨烯浓度为1.5mg/ml的氧化石墨烯分散液(分散剂为乙醇)，将其与30g气雾化cu-al合金粉均匀混合，al的含量为0.6wt.％，保证cu-al合金粉被氧化石墨烯分散液完全浸润；
(2)将混合后浆料进行磁力搅拌5h，然后将水浴温度升至45℃在磁力搅拌条件下使分散剂液体挥发，将得到的混合粉末在40℃下进行真空干燥；
(3)将干燥后的复合粉末进行模压成型，成型压力为600mpa，保压时间为5s；
(4)将得到的生坯先在500℃真空条件下进行氧扩散12h，再将温度升高至800℃，在氢气气氛下烧结3h后得到石墨烯增强ods铜复合材料。最后通过热锻处理使复合材料进一步致密化，得到致密性良好、石墨烯和氧化铝弥散相分散均匀的石墨烯增强ods铜复合材料，电导率为84.1％iacs，抗拉强度为610mpa。
实施例3：
(1)取750ml氧化石墨烯浓度为1mg/ml的氧化石墨烯分散液(分散剂为乙醇)，将其与50g水雾化cu-al合金粉均匀混合，al的含量为1.0wt.％，保证cu-al合金粉被氧化石墨烯分散液完全浸润；
(2)将混合后浆料进行磁力搅拌5h，然后将水浴温度升至45℃在磁力搅拌条件下使分散剂液体挥发，将得到的混合粉末在40℃下进行真空干燥；
(3)将干燥后的复合粉末进行冷等静压成型，成型压力为300mpa，保压时间为30s；
(4)将得到的生坯先在1000℃真空条件下进行氧扩散4h，再将温度升高至1050℃，在真空度为10-3pa的真空条件下为烧结3h后得到石墨烯增强ods铜复合材料。最后通过轧制过程使复合材料进一步致密化，得到致密性良好、石墨烯和氧化铝弥散相分散均匀的石墨烯增强ods铜复合材料，电导率为82.6％iacs，抗拉强度为698mpa。
实施例4：
(1)取500ml氧化石墨烯浓度为0.2mg/ml的氧化石墨烯分散液(分散剂为乙醇)，将其与100g气雾化cu-al合金粉均匀混合，al的含量为0.3wt.％，保证cu-al合金粉被氧化石墨烯分散液完全浸润；
(2)将混合后浆料进行磁力搅拌5h，然后将水浴温度升至45℃在磁力搅拌条件下使分散剂液体挥发，将得到的混合粉末在40℃下进行真空干燥；
(3)将干燥后的复合粉末进行模压成型，成型压力为100mpa，保压时间为45s；
(4)将得到的生坯先在750℃真空条件下进行氧扩散9h，再将温度升高至950℃，在氢气气氛下烧结4h后得到石墨烯增强ods铜复合材料。最后通过热挤压使复合材料进一步致密化，得到致密性良好、石墨烯和氧化铝弥散相分散均匀的石墨烯增强ods铜复合材料，电导率为89％iacs，抗拉强度可达580mpa。