表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法

1.本发明属于材料制备技术领域，具体而言涉及一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.新一代航空航天飞行器轻量化、高性能的发展需求,使得钛合金应用于该领域时，需要提升其综合性能。此外，钛合金加工过程中由于导热性能差，加工的热无法快速传导出去，易产生热应力，损坏钛合金零件。
3.石墨烯(gnfs)是一种sp2杂化的碳原子组成的单原子层材料,由于其优异的性能,如优异的机械性能，高导电性和极好的的导热性(金刚石的5倍，铜的10倍),且gnfs具有更高的强度、伸长率和更大的比表面积，可以在制造的复合材料中实现强度和延展性之间的良好匹配,因此gnfs将是加强金属基复合材料的有利候选者。但通过gnfs加强金属基复合材料可能会出现gnfs与金属发生化学反应，从而对复合材料的性能产生不良影响。
4.公布日为cn110512109a的中国专利文献公开了一种石墨烯增强复合材料的制备方法，该方法包括：一、将球形钛粉超声波清洗后干燥；二、将经干燥后的球形钛粉酸浸后清洗干燥；三、将经干燥后的球形钛粉加入到镀镍溶液中加热保温并烘干，得到镀镍球形钛粉；四、将氧化石墨烯加入到去离子水中分散得氧化石墨烯分散液，然后将镀镍球形钛粉加入到氧化石墨烯分散液中经保温搅匀、干燥得混合粉末；步骤五、将混合粉末进行放电等离子热压烧结得石墨烯增强钛基复合材料。其通过在球形钛粉表面镀镍，有效隔绝了石墨烯与钛粉的接触，避免了石墨烯与钛发生化学反应并生成界面产物对复合材料产生不良影响，保证了石墨烯结构特征的完整性，提高了石墨烯增强钛基复合材料的力学性能。但该复合材料在球磨过程中，石墨烯的结构会因为球磨发生严重的损坏，且因石墨烯和钛粉的密度差大，导致石墨烯在钛粉表面的的分散效果差，从而不利于复合材料的性能。


技术实现要素：

5.本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，该复合材料在解决石墨烯易与钛生成tic问题的同时，石墨烯的分散性更好，且在球磨和烧结过程中石墨烯不易损坏，从而最大化的提高复合材料的性能。
6.本发明的另一目的在于提供一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法。
7.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
8.一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，该复合材料中的石墨烯表面包覆镍磷层，表面镀镍磷的石墨烯弥散性分布于钛球表面；其中，所述石墨烯分布于钛基体的晶界处，所述复合材料中只有对应于钛的α相和β相的衍射峰。
9.进一步地，所述石墨烯及其表面镍磷层的质量比为1:1-2。
10.进一步地，所述石墨烯的d峰和g峰的峰值比为0.174。
11.一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
12.s1：石墨烯的敏化
13.将石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得石墨烯悬浮液，再加入与石墨烯悬浮液等体积的氯化锡溶液继续超声处理，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯；
14.s2：石墨烯的活化
15.将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得敏化石墨烯悬浮液，加入与其等体积的氯化钯溶液并进行超声处理，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯；
16.s3：石墨烯表面镀镍磷层
17.将步骤s2中得到的活化石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得活化石墨烯悬浮液，加入与其等体积的化学镀镍磷溶液，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中干燥，获得表面镀镍磷石墨烯；
18.s4：制备复合材料粉末
19.将步骤s3中得到的表面镀镍磷石墨烯与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，加入无水乙醇至淹没物料后，进行球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移出来，并置于水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中进行干燥，获得复合材料粉末；
20.s5：制备表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料
21.将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料。
22.进一步地，步骤s3中，活化石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，化学镀镍磷溶液中硫酸镍的浓度为20-30g/l，柠檬酸钠的浓度为40-50g/l，次亚磷酸钠的浓度为13-19g/l。
23.进一步地，步骤s3中，水浴烘干的时间为1-3h，真空干燥的温度为40-50℃，干燥时间为8-12h。
24.进一步地，步骤s4中，表面镀镍磷石墨烯在复合材料粉末中的质量分数为0.5-1.5wt.％，球磨的转速为250-350rpm，球磨时间为2-3h，真空干燥的温度为40-50℃。
25.进一步地，步骤s5中，烧结的参数为：烧结压力45-55mpa,烧结温度800-1000℃，烧结保温保压时间5-10min，升温速率50-100℃/min。
26.进一步地，步骤s1中，石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，氯化锡溶液中氯化锡的浓度为10g/l，盐酸浓度为45ml/l，超声时间均为30-60min。
27.进一步地，步骤s2中，敏化石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，氯化钯溶液中氯化钯的浓度为10g/l，盐酸浓度为25ml/l，超声时间均为30-60min。
28.进一步地，步骤s1、s2和s3中的超声功率均为100-150w。
29.本发明的有益效果在于：
30.1、本发明通过在石墨烯表面镀镍磷层，再将表面镀镍磷的石墨烯与钛粉进行球磨分散，在球磨过程中，镍磷镀层有很好的硬度和耐磨性能，能够在球磨过程中为石墨烯抵挡来自研磨体的冲击和磨损，所以石墨烯在其表面镍磷层的保护下，避免了球磨造成石墨烯的结构损坏，保证了石墨烯对复合材料的修饰效果，且经过镍磷层修饰的石墨烯较原始的
石墨烯密度更大，从而有效的避免了石墨烯的自团聚，使得修饰后的石墨烯能够在钛粉表面弥散性分布，进一步保证了复合材料的性能；通过球磨将镀镍磷的石墨烯均匀分散在钛粉表面后，再利用放电等离子短时烧结快速获得石墨烯结构完整的致密复合材料，此过程中镍磷层有效隔绝了钛与石墨烯的接触，避免了石墨烯易与钛生成硬脆相tic，不会影响材料的塑性。
31.2、本发明的复合材料，石墨烯具有完整的结构，且其在钛粉表面分布均匀，石墨烯因镍磷层的保护不易与钛生成tic，因此，石墨烯可以将其的性能完整的带入基体材料中，将其作为增强相的性能完全融合在复合材料材料中，最大化的提高复合材料的性能，本发明的镀镍石墨烯/tc4复合材料与单纯包裹石墨烯的tc4相比较，其压缩屈服强度提升了15.43％。
附图说明
32.图1是原始石墨烯的sem图。
33.图2是实施例2中镍磷修饰石墨烯的sem图。
34.图3是原始石墨烯的eds面扫图。
35.图4a,4b,4c分别是对图2的不同区域进行碳、镍、磷的eds面扫图。
36.图5是实施例2中步骤s4所得的0.5％gnts tc4混合粉的sem图。
37.图6是实施例2中步骤s4所得的0.5％gnts tc4混合粉的高倍sem图。
38.图7a,7b,7c分别是对图6的不同区域进行碳、镍、磷的eds面扫图。
39.图8是实施例2中步骤s5所得的0.5％gnts tc4复合材料的sem图。
40.图9a,9b,9c分别是对图8的不同区域进行碳、镍、磷的eds面扫图。
41.图10是实施例2中烧结后的tc4和0.5％gnfs tc4复合材料的xrd图。
42.图11是实施例2中烧结后的tc4和0.5％gnfs tc4复合材料的拉曼光谱图。
43.图12是实施例1-3所得的复合材料、tc4合金及包裹石墨烯的tc4合金的压缩性能对比图。
具体实施方式
44.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
45.如无特别说明，以下实施例中的原料均通过商业途径购买。
46.实施例1
47.本实施例中的超声功率均为100w，包括以下步骤：
48.s1：石墨烯的敏化
49.将0.25g石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散30min，得石墨烯悬浮液，再加入250ml氯化锡溶液(sncl
2 10g/l,hcl 40ml/l)继续超声处理40min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯。
50.s2：石墨烯的活化
51.将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散30min，得敏化石墨烯悬浮液，加入250ml氯化钯溶液(pdcl
2 10g/l,hcl 25ml/l)并进行超声处理40min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯。
52.s3：石墨烯表面镀镍磷层
53.将步骤s2中得到的活化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得活化石墨烯悬浮液，加入250ml化学镀镍磷溶液(硫酸镍20g/l，柠檬酸钠50g/l，次亚磷酸钠13g/l)，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌1-3h后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中45℃下干燥8h，获得表面镀镍磷石墨烯；其中，石墨烯和镍磷层质量比为1:1。
54.s4：制备复合材料粉末
55.将步骤s3中得到的表面镀镍磷石墨烯与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，其中，石墨烯占混合粉末的质量分数为1.5wt.％，加入无水乙醇至淹没物料后，以350rpm和3h的参数进行全方位球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移至烧杯中，并置于40-60℃的水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中40℃下干燥6h，获得复合材料粉末。
56.s5：制备表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料
57.将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料；其中，烧结参数为：烧结压力45mpa，烧结温度800℃，烧结保温保压时间5min，升温速率50℃/min。
58.实施例2
59.本实施例中的超声功率均为100w，包括以下步骤：
60.s1：石墨烯的敏化
61.将0.5g石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得石墨烯悬浮液，再加入250ml氯化锡溶液(sncl
2 10g/l,hcl 40ml/l)继续超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯。
62.s2：石墨烯的活化
63.将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得敏化石墨烯悬浮液，加入250ml氯化钯溶液(pdcl
2 10g/l,hcl 25ml/l)并进行超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯。
64.s3：石墨烯表面镀镍磷层
65.将步骤s2中得到的活化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得活化石墨烯悬浮液，加入250ml化学镀镍磷溶液(硫酸镍25g/l，柠檬酸钠45g/l，次亚磷酸钠15g/l)，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌1-3h后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中45℃下干燥10h，获得表面镀镍磷石墨烯；其中，石墨烯和镍磷层质量比为1:1.5。
66.s4：制备复合材料粉末
67.将步骤s3中得到的表面镀镍磷石墨烯与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，其中，石墨烯占混合粉末的质量分数为0.5wt.％，加入无水乙醇至淹没物料后，以300rpm和3h的参数进行全方位球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移至烧杯中，并置于40-60℃的水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中45℃下干燥10h，获得复合材料粉末。
68.s5：制备表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料
69.将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料；其中，烧结参数为：烧结压力50mpa，烧结温度900℃，烧结保温保压时间5min，升温速率100℃/min。
70.实施例3
71.本实施例中的超声功率均为100w，包括以下步骤：
72.s1：石墨烯的敏化
73.将0.75g石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得石墨烯悬浮液，再加入250ml氯化锡溶液(sncl
2 10g/l,hcl 40ml/l)继续超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯。
74.s2：石墨烯的活化
75.将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得敏化石墨烯悬浮液，加入250ml氯化钯溶液(pdcl
2 10g/l,hcl 25ml/l)并进行超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯。
76.s3：石墨烯表面镀镍磷层
77.将步骤s2中得到的活化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得活化石墨烯悬浮液，加入250ml化学镀镍磷溶液(硫酸镍30g/l，柠檬酸钠40g/l，次亚磷酸钠19g/l)，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌1-3h后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中45℃下干燥12h，获得表面镀镍磷石墨烯；其中，石墨烯和镍磷层质量比为1:2。
78.s4：制备复合材料粉末
79.将步骤s3中得到的表面镀镍磷石墨烯与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，其中，石墨烯占混合粉末的质量分数为1wt.％，加入无水乙醇至淹没物料后，以300rpm和3h的参数进行全方位球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移至烧杯中，并置于40-60℃的水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中45℃下干燥12h，获得复合材料粉末。
80.s5：制备表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料
81.将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料；其中，烧结参数为：烧结压力55mpa，烧结温度1000℃，烧结保温保压时间5min，升温速率100℃/min。
82.对比例
83.s1：石墨烯的敏化
84.将0.5g石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得石墨烯悬浮液，再加入250ml氯化锡溶液(sncl
2 10g/l,hcl 40ml/l)继续超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯。
85.s2：石墨烯的活化
86.将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得敏化石墨烯悬浮液，加入250ml氯化钯溶液(pdcl
2 10g/l,hcl 25ml/l)并进行超声处理30min，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯。
87.s3：石墨烯空白试样
88.将步骤s2中得到的活化石墨烯置于250ml去离子水中并进行超声分散60min，得活
化石墨烯悬浮液，加入250ml去离子水，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌1-3h后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中45℃下干燥10h，获得石墨烯空白试样。
89.s4：制备复合材料粉末
90.将步骤s3中得到的石墨烯空白试样与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，其中，石墨烯占混合粉末的质量分数为0.5wt.％，加入无水乙醇至淹没物料后，以300rpm和3h的参数进行全方位球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移至烧杯中，并置于40-60℃的水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中45℃下干燥10h，获得复合材料粉末。
91.s5：制备石墨烯增强钛基复合材料
92.将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得石墨烯增强钛基复合材料；其中，烧结参数为：烧结压力50mpa，烧结温度900℃，烧结保温保压时间5min，升温速率100℃/min。
93.【表征】
94.对实施例2中所得的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料以及其过程中的中间体进行如下表征：
95.1、sem图和eds面扫
96.图1是原始石墨烯的sem图，图2是镍磷修饰石墨烯的sem图，与图1相比，图2中经化学镀镍磷处理后，石墨烯表面已经附着了许多颗粒状镍磷层(如圆圈中标出)。
97.图3是原始石墨烯的eds面扫，图4a,4b,4c分别是对图2的不同区域进行碳、镍、磷的eds面扫分析，与图3相比，图4中可看出，镍磷很好的分布在石墨烯的表面，且在镍磷的覆盖影响下，碳元素已经很难表征处理，这也从侧面证明了该工艺良好的镍磷包覆效果。
98.图5是步骤s4所得的0.5％gnts tc4混合粉的sem图，从图中可以看出，经过高能短时球磨工艺，镍磷修饰的石墨烯弥散性的分布在钛球表面(如箭头所示)。为了进一步确定钛球表面的镍磷修饰石墨烯，使用高倍sem(图6)及其eds面扫分析(图7a,7b,7c),从图7a-7c可以看出，c元素的能谱面扫几乎检测不到c元素，而镍和磷元素十分明显，且分布区域与钛球表面的镍磷修饰石墨烯(图6)位置时对应的，这也说明球磨之后的石墨烯仍被镍磷层包覆，从而保护了石墨烯的结构不被破坏。
99.图8是步骤s5所得的0.5％gnts tc4复合材料的sem图，图9是对应图8的eds面扫分析，图8中显示，石墨烯分布于钛基体的晶界处，且石墨烯和钛基体之间没有明显的新相生成，结合对该区域的碳元素的eds面扫分析(图9a)，也能证明碳元素并为在钛基体中扩散开来。
100.图9b和9c分别是图8区域的镍元素eds面扫和相应晶界的eds面扫分析，结果显示，能够发现镍元素和磷元素主要集中分布于钛的晶界位置，与图9a中石墨烯分布的位置相同，同时，从能谱线扫中也能发现，与钛基体相接触的镍产生了少量的扩散，而磷元素并未在钛基体中扩散，这表明镀层依然在石墨烯的表面，证明镍磷镀层保护了石墨烯的结构并避免了石墨烯与钛基体反应。
101.2、xrd和拉曼光谱
102.图10和图11分别是步骤s5烧结后的tc4和0.5％gnfs tc4复合材料的xrd和拉曼光谱，xrd结果显示，烧结后的复合材料中只检测到钛的α相和β相，并未检测到tic相，说明烧
结后的复合材料中，石墨烯与钛并未发生明显反应，进一步说明镍磷层有效的保护了石墨烯的结构，有效隔绝了石墨烯和钛基体。
103.图11的拉曼光谱分析可以进一步有效的检测石墨烯的完整性，从拉曼光谱分析可知，首先，烧结后的复合材料中的石墨烯仍能检测到石墨烯的标志衍射峰d，g，2d峰，这说明前期的球磨和烧结过程并未使石墨烯的结构发生转变，镍磷镀层起到了显著的保护和隔绝作用；其次，石墨烯中的d和g峰的峰强比是判断石墨烯结构完整性的有效信息，其峰强比越接近原始石墨烯，其表明球磨和烧结对石墨烯的破坏越小，图11中可以看出，复合材料中的石墨烯的d和g峰的峰强比为0.174，与原始石墨烯的0.074相比，较为接近，也进一步说明了本发明的复合材料中的石墨烯由于其表面镍磷层的保护，其结构破坏较小。
104.【性能测试】
105.图12为tc4合金和实施例1-3所得的复合材料的压缩性能图对比图，从图中可以看出，实施例1所得复合材料的屈服强度为1091.3mpa，与tc4合金相比，1.5％gnfs的添加使得材料的压缩屈服强度提升了24.87％；实施例2所得复合材料的屈服强度为1129.47mpa，与tc4合金相比，0.5％gnfs的添加使得材料的压缩屈服强度提升了29.23％，与单纯包裹0.5％石墨烯的tc4合金相比，0.5％gnfs的添加使得材料的压缩屈服强度提升了15.43％；实施例3所得复合材料的屈服强度为1144.08mpa，与tc4合金相比，1％gnfs的添加使得材料的压缩屈服强度提升了30.90％。
106.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：
1.一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于：该复合材料中的石墨烯表面包覆镍磷层，表面镀镍磷的石墨烯弥散性分布于钛球表面；其中，所述石墨烯分布于钛基体的晶界处，所述复合材料中只有对应于钛的α相和β相的衍射峰。2.根据权利要求1所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于：所述石墨烯及其表面镍磷层的质量比为1:1-2。3.根据权利要求1所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，其特征在于：所述石墨烯的d峰和g峰的峰值比为0.174。4.一种表面镀镍磷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：s1：石墨烯的敏化将石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得石墨烯悬浮液，再加入与石墨烯悬浮液等体积的氯化锡溶液继续超声处理，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得敏化石墨烯；s2：石墨烯的活化将步骤s1中得到的敏化石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得敏化石墨烯悬浮液，加入与其等体积的氯化钯溶液并进行超声处理，之后进行过滤，去离子水冲洗至材料ph值呈中性，获得活化石墨烯；s3：石墨烯表面镀镍磷层将步骤s2中得到的活化石墨烯置于去离子水中并进行超声分散得活化石墨烯悬浮液，加入与其等体积的化学镀镍磷溶液，水浴升温至40-50℃，再使用氨水调节ph至7-10后恒温搅拌后过滤，并使用去离子水清洗至材料ph值呈中性，最后将其放入真空干燥箱中干燥，获得表面镀镍磷石墨烯；s4：制备复合材料粉末将步骤s3中得到的表面镀镍磷石墨烯与ti-6al-4v合金粉一起放入玛瑙罐中，加入无水乙醇至淹没物料后，进行球磨至混合均匀，将球磨后的物料转移出来，并置于水浴锅中搅拌烘干，待物料至泥浆状，将其放入真空干燥箱中进行干燥，获得复合材料粉末；s5：制备表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料将步骤s4中得到的复合材料粉末放入石墨模具中，进行放电等离子烧结，最终获得表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料。5.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中，活化石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，化学镀镍磷溶液中硫酸镍的浓度为20-30g/l，柠檬酸钠的浓度为40-50g/l，次亚磷酸钠的浓度为13-19g/l。6.根据权利要求4或5所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中，水浴烘干的时间为1-3h，真空干燥的温度为40-50℃，干燥时间为8-12h。7.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s4中，表面镀镍磷石墨烯在复合材料粉末中的质量分数为0.5-1.5wt.％，球磨的转速为250-350rpm，球磨时间为2-3h，真空干燥的温度为40-50℃。8.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s5中，烧结的参数为：烧结压力45-55mpa,烧结温度800-1000℃，烧结保温保压时间5-10min，升温速率50-100℃/min。
9.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，氯化锡溶液中氯化锡的浓度为10g/l，盐酸浓度为45ml/l，超声时间均为30-60min。10.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中，敏化石墨烯悬浮液的浓度为1-3g/l，氯化钯溶液中氯化钯的浓度为10g/l，盐酸浓度为25ml/l，超声时间均为30-60min。11.根据权利要求4所述的表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1、s2和s3中的超声功率均为100-150w。

技术总结
本发明公开了一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料，该复合材料中的石墨烯表面包覆镍磷层，表面镀镍磷的石墨烯弥散性分布于钛球表面；其中，所述石墨烯分布于钛基体的晶界处，所述复合材料中只有对应于钛的α相和β相的衍射峰。本发明还公开了一种表面镀镍磷石墨烯增强钛基复合材料的制备方法。本发明的复合材料在解决石墨烯易与钛生成TiC问题的同时，石墨烯的分散性更好，且在球磨和烧结过程中石墨烯不易损坏，从而最大化的提高复合材料的性能。能。能。


技术研发人员：郭艳华 孙猛 孙中刚 常辉 于奎
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：2021.01.05
技术公布日：2022/5/25