1.一種原位生長石墨烯增強金屬基復合材料的制備方法,其特征在于包括以下過程:
1)將含碳有機物與金屬或金屬合金粉末在溶劑中溶解混合,在機械攪拌和加熱50-150℃混合并蒸發溶劑,并通過50-100℃真空干燥、研磨過程,得到預制粉末;
2)利用熱壓成型法、冷壓-燒結法或SPS燒結法的粉末冶金工藝,將預制粉末壓制成型,將含碳有機物轉化為石墨烯,得到三維石墨烯/金屬基復合材料。
2.如權利要求1所述的方法,其特征是含碳有機物包括但不限于蔗糖、葡萄糖、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰亞胺粉末。
3.如權利要求1所述的方法,其特征是金屬或金屬合金粉末包括但不限于鎳粉、銅粉、鋁粉、鈦粉、鐵粉的純金屬粉末及鎳銅合金粉末、鐵鎳合金粉末或鋁鈦合金粉末。
4.如權利要求1所述的方法,其特征是溶劑包括但不限于水、乙醇、甲醇、己烷、氯仿或二甲基甲酰胺。
5.如權利要求1所述的方法,其特征是含碳有機物占含碳有機物與金屬粉末總質量的0.001-50%。
6.如權利要求1所述的方法,其特征是所采用的熱壓成型法是:將預制粉末直接置于熱壓模具中,在100-500mL/min流速的氬氣保護或真空條件下,在500-1300℃溫度、10-2000MPa的壓力條件下,經過0.5-48h,得到三維石墨烯/金屬復合材料。
7.如權利要求1所述的方法,其特征是所采用的冷壓-燒結法:將預制粉末置于模具中,利用10-2000MPa壓力將預制粉末壓制成型,再將塊體材料置于石英管式爐中,在氬氣、氫氣或按氬氣氫氣混合的氣氛保護下,在500-1300℃溫度下同時進行石墨烯生長和粉末的燒結,經過0.1-48h,得到三維石墨烯/金屬復合材料。
8.如權利要求1所述的方法,其特征是所采用的SPS燒結法:將預制粉末置于石墨模具中,在真空下,升溫至500-1300℃,在加熱過程中加載壓力至5-1000MPa進行保溫,同時進行石墨烯生長和粉末的致密化燒結,經過1-300min保溫過程后隨爐降溫,得到三維石墨烯/金屬復合材料。
9.如權利要求7所述的方法,其特征是所述氬氣流速為10-500mL/min,氫氣流速為10-500mL/min,燒結時間為0.1-5h。
10.如權利要求8所述的方法,其特征是將預制粉末置于石墨模具中,在真空下,以10-100℃/min升溫至500-1300℃,在加熱過程中加載壓力至5-100MPa進行保溫,同時進行石墨烯生長和粉末的致密化燒結,經過1-30min保溫過程后隨爐降溫,降溫速度為5~50℃/min得到三維石墨烯/金屬復合材料。