(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111538654.6 (22)申请日 2021.12.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114480899 A (43)申请公布日 2022.05.13 (73)专利权人 深圳先进技 术研究院 地址 518055 广东省深圳市南 山区西丽大 学城学苑大道1068号 (72)发明人 薛冬峰　黄维扬　王鑫　王晓明　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 范盈 (51)Int.Cl. C22C 1/05(2006.01) B22F 3/14(2006.01)B22F 9/04(2006.01) B22F 9/24(2006.01) C22C 9/00(2006.01) G06N 20/00(2019.01) C01B 32/194(2017.01) H01B 1/02(2006.01) H01B 13/00(2006.01) B60M 1/13(2006.01) 审查员 邹婉营 (54)发明名称 一种稀土改性石墨烯铜基复合材料及其制 备方法和应用 (57)摘要 本发明属于材料领域的石墨烯铜基复合材 料的改性领域， 具体是一种稀土改性石墨烯铜基 复合材料及其制备方法和应用。 制备方法的具体 步骤包括： 将石墨、 有机胺和醇类物质球磨后在 不同的离心区间进行分离， 将所得产物分散到醇 类物质中得到分散液， 然后与铜盐发生铜镜反应 并还原制备石墨烯铜基复合材料， 与稀土氧化物 混合球磨得到混合粉末， 最后进行放电等离子烧 结， 即得稀土改性石墨烯铜基复合材料。 本发明 提出通过构建均匀稳定的石墨烯 ‑胺盐‑铜离子 体系来制备石墨烯铜基复合材料， 解决石墨烯与 铜之间界面结合性较差的问题； 提出利用稀土氧 化物弥散强化铜基复合材料的设计与制备， 在不 明显降低导电性的同时可以大大提高其机械强 度。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114480899 B 2022.12.06 CN 114480899 B 1.一种稀土改性石墨烯铜基复合材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下  步骤： （1） 将石墨、 有机胺和第一醇类物质一起球磨， 球磨产物进行离心分离， 所得离心产物 分散于第二醇类物质中， 得到表面 修饰有机胺的石墨烯分散液； （2） 将铜盐溶解于第三醇类物质中， 得到混合物， 加入表面修饰有机胺的石墨烯分散 液， 搅拌处理， 获得石墨烯—有机胺—铜络合物分散液， 随后在还原剂作用下还原， 形成石 墨烯铜基复合材 料； （3） 将石墨烯铜基复合材料与稀土氧化物进行球磨， 得到混合粉末， 将所得混合粉末进 行放电等离 子烧结， 即得稀土改性石墨烯铜基复合材 料； 所述石墨烯在稀土氧化物改性的石墨烯铜基复合材 料的百分比为0.  1wt%‑3wt%； 所述稀土氧化物在稀土氧化物改性的石墨烯铜基复合材料的百分比为  0.1 wt%‑ 0.5wt%。 2.如权利 要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述石 墨与有机胺的质量比为  1 ： 1‑   1 ： 50； 所述第一醇类物质与石墨质量比为  10 ： 1‑  100 ： 1。 3.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述第 一醇类物质和第 二醇类物质为 仲丁醇。 4.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述有机胺选自甲胺、 乙二胺、 异丙 胺、 异丁胺、 环丙胺、 仲丁胺叔 丁胺、 己胺、 十二胺、 十六胺和十八胺中的一种或几种。 5.如权利要求  1 所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述石墨为鳞片石墨。 6.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述铜盐在混合物中的浓度为  0.5  mol/L‑50 mol/L； 所述铜盐与还原剂的摩尔比为  1 ： 1‑  1 ： 10。 7.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述铜盐选自硫酸铜、 硝酸铜、 醋酸 铜、 氯化铜、 异辛 酸铜和酒石酸铜中的一种或几种。 8.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述还原剂选自甲醛、 乙醛、 水合肼和 硼氢化钠中的一种或几种。 9.如权利要求  1 所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述第三醇类物质为仲丁醇。 10.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述稀土氧化物选自氧化铈、 氧化镧 和氧化铼中的一种或几种。 11.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中所述球磨的速度为100 ‑ 800 r/min， 球磨时间为  1‑36 h。 12.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中球磨时， 球与料的质量比 为 5 ： 1‑20 ： 1。 13.如权利 要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中所述离心分离的转速为0 ‑ 2000 r/min ， 2000‑6000 r/min ， 6000‑9000 r/min 或＞9000 r/min。 14.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中搅拌处理的速度为200 ‑ 800 r/min， 时间为 10‑  100 min。 15.如权利 要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中所述还原的温度 为 25‑80 ℃， 时间为  10‑  100 min。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114480899 B 216.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （3） 中所述球磨的速度为  100‑ 800 r/min， 球磨时间为  1‑36 h。 17.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （3） 中球磨时球与料的质量比为   10 ： 1。 18.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述放电等离子烧结的压力环境为   5‑50 MPa， 温度为  673‑  1073 K， 时间为  1‑  10 min。 19.如权利要求  1 所述的制备方法， 其特征在于， 还包括对步骤 （3） 中所述混合粉末进 行洗涤和真空干燥处 理。 20.权利要求  1‑19任一项所述制备 方法制备的稀土改性石墨烯铜基复合材 料。 21.权利要求  20所述稀土改性石墨烯铜基复合材 料在高铁用接触线中的应用。 22.如权利要求  21所述的应用， 其特征在于， 所述稀土改性石墨烯铜基复合材料在高 铁用接触线中的应用为在时速  400km 高铁用接触线中的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114480899 B 3