CN108504976A - 一种金属-石墨烯复合涂层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属‑石墨烯复合涂层的制备方法，包括：首先制备金属‑石墨烯复合颗粒；然后将基体进行表面处理，利用热喷涂技术在基材表面制备复合涂层。本发明提供的金属‑石墨烯复合涂层的制备方法操作简单、成本低、效率高、适合工业化生产。本发明制得的金属‑石墨烯复合涂层结构致密，与基体结合良好，其厚度为10μm～10mm，具有耐腐蚀、耐摩擦、机械强度高、抗菌和防生物污损性能。在耐磨、防腐蚀、防生物污损领域具有良好的应用前景和经济效益。

Description

一种金属-石墨烯复合涂层的制备方法

技术领域

本发明属于复合涂层制备技术领域，具体涉及一种金属-石墨烯复合涂层的制备方法。

背景技术

海水是一种强电介质溶液，再加上冻融、海雾、台风、暴雨、工业排放物等多重腐蚀环境的综合作用，造成了海洋腐蚀现象。据调查，我国因海洋腐蚀和污损造成的经济损失约占国民生产总值的4％。因此，针对海洋钢结构、船舶制造业，如何利用新工艺，提高海工装备性能，如何降低海水对钢结构、船体的侵蚀，如何减少海洋生物贴附引起的生物污损等问题，是行业亟待解决的问题。

目前，多通过在海工装备材料的表面覆盖抗腐蚀、防污涂层以降低海水对海工装备的腐蚀，如专利CN102206797B公开了一种抗海洋与热腐蚀的复合涂层，以FeCrAlRE粉芯丝材，在钢基体上形成涂层，然后再在FeCrAlRE涂层上喷涂ZnAlMgRE粉芯丝材，制备双层表面防护涂层；专利CN105420656A公开了一种金属/聚合物复合涂层，采用化学镀及热喷涂法制备金属/聚烯烃或聚酰亚胺涂层，上述复合涂层的喷涂原料基本都无法以机械混合粉末直接作为喷涂原材料，因为各金属及金属和高分子熔点不匹配容易造成金属熔化不充分或高分子过烧等问题。

石墨烯是一种单层的由碳原子组成的二维材料，其厚度仅为0.35nm，是目前人类已知的最薄的材料。石墨烯具有独特的几何形状和优异的物理性能，包括高比表面积、导电、导热以及良好的力学性能和自润滑性能，是理想的制备复合材料的添加物。金属基材料在人类生产生活中有着广泛应用，并且具有非常广泛的设计灵活性，可以作为增强填料，制备出性能优良的复合材料。

目前，金属-石墨烯复合涂层的制备方法主要有化学气相沉积法、电沉积法及烧结法等，传统的制备或工艺复杂、设备昂贵，或生产成本较高、不宜工业化，或残余气体有毒有害，或薄膜面积小、不宜大规模生产成膜，或成膜基体受限等。因此，要实现金属-石墨烯复合涂层的大规模生产应用，亟需开发一种新型的低成本、高质量、大面积、适合工业化生产的涂层制备技术。

球磨法又叫高能球磨法或机械球磨法，是生产纳米材料的有效方法。球磨过程中，球磨罐进行机械运动，球磨介质、球磨罐与材料粉末之间发生强烈的撞击、研磨、搅拌等一系列相互作用，最终形成多层结构的小颗粒复合材料。球磨法生产工艺较为简单、效率高、成本低廉，适合工业化生产。

热喷涂技术是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，是适合工业化、大面积生产的表面技术。目前，没有用火焰喷涂方法制备金属-石墨烯复合涂层的研究先例。

将球磨技术与热喷涂技术相结合，利用金属铝与石墨烯自身特点，开发一种低成本、产业化、自润滑、高耐磨的复合材料具有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种金属-石墨烯复合涂层的制备方法，该方法具有操作简单、成本低、效率高、适合工业化生产等优点，由本发明提供的制备方法制得的金属-石墨烯复合涂层结构致密，与基体结合良好，具有耐腐蚀、耐摩擦、机械强度高、抗菌和防生物污损性能。

所述金属-石墨烯复合涂层的制备方法，具体包括以下步骤：

1)以机械球磨法制备金属-石墨烯复合颗粒；

所述以机械球磨法制备金属-石墨烯复合颗粒，具体包括以下步骤：

在球磨装置中加入石墨烯粉末、金属粉末、过程控制剂及磨球，并充入惰性保护气体，以转速200～300rpm，球磨2～8h，得到石墨烯片层结构粘附于金属颗粒表面的金属-石墨烯复合颗粒；

2)将基体进行表面除油、粗化处理；

3)将步骤1)制备的金属-石墨烯复合颗粒通过火焰喷涂方法，在经步骤2)处理的基底表面上沉积成复合涂层，即得到金属-石墨烯复合涂层。

所述的金属为铝、铜或镍，所述金属粉末的粒径为25～75um；所述石墨烯粉末的粒径为3～50um，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.1～1.0％。

作为优选，所述的金属粉末为铝粉或铜粉；所述的石墨烯粉末为还原氧化石墨烯粉末，且还原氧化石墨烯粉末的质量占金属粉末与氧化还原石墨烯粉末总重量的0.1～0.5％。石墨烯含量过少，复合涂层的性能无法提高；含量过高，涂层中的石墨烯与金属基质间会产生裂纹，影响涂层质量。

由于金属铝的塑性较好，球磨过程中的剧烈碰撞会导致铝粉被挤压成片黏附在磨球和罐壁表面，故需加入过程控制剂减缓碰撞强度，调整冷焊与破碎的平衡。作为优选，所述的过程控制剂为硬脂酸，所述硬脂酸的加入量为金属粉末和石墨烯粉末总重量的1～2％。

所述的磨球为与的不锈钢磨球，其中，与的不锈钢磨球的比例为2～3:1，球料比为9～15:1。

作为优选，所述的球磨装置的材质为不锈钢。

所述基体为Q235钢、Q345钢、45钢、304不锈钢、316不锈钢或铸铁；作为优选，所述的基体为Q235钢。

所述的粗化方法为喷砂、车螺纹、滚花或电拉毛。

所述火焰喷涂方法的工艺参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.2～1.0MPa，0.01～0.4MPa，0.3～6.0MPa，送粉速率为10～100g/min，喷涂距离为100～300mm，火焰喷枪移动速度50～400mm/s，涂层喷涂次数1～30遍。

火焰喷涂的参数根据复合微球的粒径及金属特性调整，作为优选，所述的金属-石墨烯复合颗粒为25um～186um，所述的金属-石墨烯复合颗粒为铝-石墨烯复合颗粒；所述的火焰喷涂工艺参数为：助燃气为氧气，压力为0.5～0.6MPa；燃气为乙炔，压力为0.02～0.04MPa；辅助气为压缩空气，压力为0.35～0.45MPa；送粉速率为15～25g/min，喷涂距离为190～210mm，火焰喷枪移动速度190～210mm/s，涂层喷涂次数5～7遍。

所述金属-石墨烯复合涂层厚度为10um～10mm；然而，金属-石墨烯复合涂层过薄无法达到保护基体的作用；该涂层过厚，在喷涂过程中涂层又容易脱落，作为优选，所述金属-石墨烯复合涂层的厚度为300um～1mm。

本发明采用火焰喷涂金属-石墨烯复合颗粒的方法来制备金属-石墨烯复合涂层，所述金属-石墨烯复合颗粒中的石墨烯为片层结构，具有自润滑性，粘附在金属颗粒表面，能够显著提高金属颗粒的流动性，扩大喷涂工艺中金属种类、材料形状等的选择范围，提高喷涂效率。

本发明制得的金属-石墨烯复合涂层结构致密，与基体结合良好，具有耐腐蚀、耐摩擦、机械强度高、抗菌和防生物污损性能。复合涂层中的石墨烯材料为片层结构，作为二维材料，能有效阻隔腐蚀介质与基体材料接触，提高涂层的耐腐蚀性能；作为自润滑材料，能提高涂层的摩擦学性能；作为抗菌剂，能让涂层起到杀菌、抗生物污损效果；金属-石墨烯复合涂层中的金属材料机械强度高、硬度大、可塑性强，石墨烯片层粘附在金属颗粒表面，共同作为增强相，可有效提高涂层的机械强度。

本发明制得的金属-石墨烯复合涂层在耐磨、防腐蚀、防生物污损领域具有良好的应用前景和经济效益。

与传统的制备技术相比，本发明具有如下优点：

(1)可在多种基材表面制备均匀、致密的涂层，与基体结合良好，能够有效地防污损与防腐蚀性能，可应用于航空航天、工业生产以及海洋工程零部件等需要耐磨损、耐腐蚀场合。

(2)本发明提供的制备方法，设备成本低，工艺简单，效率高，适合现场施工，喷涂不受工件尺寸及形状的限制，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1～5金属-石墨烯复合涂层的制备流程图；

图2为本发明实施例1中制备的涂层的场发射扫描电子显微镜断面微观形貌图，其中(a)为本发明实施例1中制备的纯铝涂层的场发射扫描电子显微镜断面微观形貌图，(b)为铝-石墨烯复合涂层的场发射扫描电子显微镜断面微观形貌图。

图3为本发明实施例1中制备的涂层的场发射扫描电子显微镜掰断面微观形貌图，其中(a)为本发明实施例1制备的纯铝涂层的场发射扫描电子显微镜掰断面微观形貌图，(b)为铝-石墨烯复合涂层的场发射扫描电子显微镜掰断面微观形貌图。

图4为本发明实施例1中制备的涂层摩擦系数与磨损率对比图，其中(a)为本发明实施例1制备的铝-石墨烯复合涂层与纯铝涂层的摩擦系数曲线对比图；(b)为铝-石墨烯复合涂层与纯铝涂层的磨损率柱状对比图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述：

为表征本发明中一种金属-石墨烯复合涂层的性能，利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对制备获得的涂层样品进行表征，以下是具体的性能检测方法

(1)断面微观形貌观察：将制备的样品将制备的样品依次用400#、800#、1200#、1500#、2000#砂纸打磨、抛光，然后置于去离子水溶液中超声处理5min，吹干，为提高电镜观察效果，对样品表面喷Au以增强其导电性，利用场发射扫描电子显微镜观察其断面微观形貌。

(2)掰断面微观形貌观察：利用机械力将制备的样品从中间掰断，为提高电镜观察效果，对样品表面喷Au以增强其导电性，利用场发射扫描电子显微镜观察其掰断面微观形貌。

实施例1：

本实施例中，选择基体材料为厚度约2mm的Q235钢片，按图1所示的制备流程图，制备铝-石墨烯复合涂层，其具体制备方法如下：

1、首先将平均粒径为54um的金属铝粉和平均粒径为5um的还原氧化石墨烯粉末加入到不锈钢球磨罐中，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.3％，并加入2％的硬脂酸作为过程控制剂，充入氩气作为保护气体。球磨罐中球料比为15:1，与的不锈钢磨球比例为2：1，球磨时间为2小时，转速为200rpm。待球磨完成，即可收集铝-石墨烯复合颗粒；

2、将基体依次用丙酮、盐酸、去离子水进行清洗数次，80℃烘干，然后使用60目棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

3、采用火焰喷涂的方法，以铝-石墨烯复合颗粒为原料，利用火焰作为热源，将复合颗粒加热到熔融状态，在高速气流的推动下喷射到基体表面，沉积成厚度约为450um的涂层。控制火焰喷涂的参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.55MPa，0.02MPa，0.4MPa，送粉速率为25g/min,喷涂距离为200mm，火焰喷枪移动速度200mm/s，涂层喷涂次数5遍。

作为对比，与本实施例相同工艺，制备未添加石墨烯的纯铝涂层。

对上述制备的涂层进行如下性能检测：

(1)涂层断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测涂层断面微观形貌，涂层断面FESEM图如图2所示，其中图2(a)为纯铝涂层的断面形貌，图2(b)为铝-石墨烯复合涂层的断面形貌，由图2(b)可知，铝-石墨烯复合涂层为表面粗糙的致密涂层，厚度为450um，与基体结合良好。

(2)涂层掰断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行涂层结构分析，所得涂层的场发射扫描电子显微镜掰断面微观形貌图如图3所示，其中图3(a)为纯铝涂层的掰断面形貌，图3(b)为铝-石墨烯复合涂层的掰断面形貌，由图3(a)可知，未添加石墨烯的纯铝涂层由多个熔融的铝金属粒子堆叠而成；由图3(b)可知，铝-石墨烯复合涂层中石墨烯分布较为均匀，大量石墨烯均匀分布在铝涂层中。

(3)涂层摩擦磨损性能试验：利用摩擦磨损试验机UMT进行摩擦磨损性能测试，测试结果如图4所示，其中图4(a)为纯铝涂层与铝-石墨烯复合涂层的摩擦系数对比图，由图4(a)可知，铝-石墨烯复合涂层摩擦系数为0.43，纯铝涂层摩擦系数为0.64，铝-石墨烯复合涂层具有良好的自润滑减磨效果；图4(b)为两种涂层的磨损率对比图，由图4(b)可知，铝-石墨烯复合涂层的磨损率相对于纯铝涂层下降了5％。

实施例2：

本实施例中，选择基体材料为厚度约2mm的Q235钢片，按图1所示的制备流程图，制备铝-石墨烯复合涂层，其具体制备方法如下：

1、首先将平均粒径为75um的金属铝粉和平均粒径为50um的还原氧化石墨烯粉末加入到不锈钢球磨罐中，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的1％，并加入2％的硬脂酸作为过程控制剂，充入氩气作为保护气体。球磨罐中球料比为9:1，与的不锈钢磨球比例为3：1，球磨时间为2小时，转速为250rpm。待球磨完成，即可收集铝-石墨烯复合颗粒；

2、将基体依次用丙酮、盐酸、去离子水进行清洗数次，80℃烘干，然后使用60目棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

3、采用火焰喷涂的方法，以铝-石墨烯复合颗粒为原料，利用火焰作为热源，将复合颗粒加热到熔融状态，在高速气流的推动下喷射到基体表面，沉积成厚度约为450um的铝-石墨烯复合涂层。控制火焰喷涂的参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.55MPa，0.02MPa，0.4MPa，送粉速率为25g/min,喷涂距离为200mm，火焰喷枪移动速度200mm/s，涂层喷涂次数6遍。

对上述制备的涂层进行如下性能检测：

(1)涂层断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测涂层断面微观形貌，证实铝-石墨烯复合涂层为表面粗糙的致密涂层，其厚度为400um与基体结合良好。

(2)涂层掰断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测分析涂层中石墨烯的分布，由FESEM照片可以看出铝-石墨烯复合涂层中石墨烯分布较为均匀。大量石墨烯均匀分布在铝涂层中，铝涂层由多个熔融的金属粒子堆叠而成。

(3)涂层摩擦磨损性能试验：利用摩擦磨损试验机UMT进行摩擦磨损性能测试，自润滑铝-石墨烯复合涂层的摩擦系数为0.55，与本实施例相同工艺制备的纯铝涂层的摩擦系数为0.64相比，铝-石墨烯涂层具有良好的自润滑减磨效果，磨损率相对于纯铝涂层有明显下降。

实施例3：

本实施例中，选择基体材料为厚度约2mm的Q235钢片，按图1所示的制备流程图，制备铝-石墨烯复合涂层，其具体制备方法如下：

1、首先将平均粒径为45um的金属铝粉和平均粒径为25um的还原氧化石墨烯粉末加入到不锈钢球磨罐中，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.5％，并加入1％的硬脂酸作为过程控制剂，充入氩气作为保护气体。球磨罐中球料比为12:1，与的不锈钢磨球比例为2：1，球磨时间为3小时，转速为300rpm。待球磨完成，即可收集铝-石墨烯复合颗粒；

2、将基体依次用丙酮、盐酸、去离子水进行清洗数次，80℃烘干，然后使用60目棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

3、采用火焰喷涂的方法，以铝-石墨烯复合颗粒为原料，利用火焰作为热源，将复合颗粒加热到熔融状态，在高速气流的推动下喷射到基体表面，沉积成厚度约为500um的铝-石墨烯复合涂层。控制火焰喷涂的参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.55MPa，0.02MPa，0.4MPa，送粉速率为25g/min,喷涂距离为200mm，火焰喷枪移动速度200mm/s，涂层喷涂次数7遍。

对上述制备的涂层进行如下性能检测：

(1)涂层断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测涂层断面微观形貌，涂层断面FESEM照片可以证实涂层为表面粗糙的致密涂层，厚度为500um与基体结合良好。

(2)涂层掰断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测分析涂层中石墨烯的分布，由FESEM照片可以看出铝-石墨烯复合涂层中石墨烯分布较为均匀。大量石墨烯均匀分布在铝涂层中，铝涂层由多个熔融的金属粒子堆叠而成。

(3)涂层摩擦磨损性能试验：利用摩擦磨损试验机UMT进行摩擦磨损性能测试，自润滑铝-石墨烯复合涂层的摩擦系数为0.48，纯铝涂层摩擦系数为0.64，铝-石墨烯涂层具有良好的自润滑减磨效果，磨损率相对于纯铝涂层有明显下降。

实施例4：

本实施例中，选择基体材料为厚度约2mm的Q235钢片，按图1所示的制备流程图，制备铝-石墨烯复合涂层，其具体制备方法如下：

1、首先将平均粒径为45um的金属铜粉和平均粒径为5um的还原氧化石墨烯粉末加入到不锈钢球磨罐中，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.3％，并加入2％的硬脂酸作为过程控制剂，充入氩气作为保护气体。球磨罐中球料比为9:1，与的不锈钢磨球比例为3:1，球磨时间为2小时，转速为200rpm。待球磨完成，即可收集铝-石墨烯复合颗粒；

2、将基体依次用丙酮、盐酸、去离子水进行清洗数次，80℃烘干，然后使用60目棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

3、采用火焰喷涂的方法，以铜-石墨烯复合颗粒为原料，利用火焰作为热源，将铜-石墨烯复合颗粒加热到熔融状态，在高速气流的推动下喷射到基体表面，沉积成厚度约为500um的铜-石墨烯复合涂层。控制火焰喷涂的参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.55MPa，0.02MPa，0.4MPa，送粉速率为20g/min,喷涂距离为200mm，火焰喷枪移动速度200mm/s，涂层喷涂次数6遍。

对上述制备的涂层进行如下性能检测：

(1)涂层断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测涂层断面微观形貌，涂层断面SEM照片可以证实涂层为表面粗糙的致密涂层，厚度为500um与基体结合良好。

(2)涂层掰断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测分析涂层中石墨烯的分布，由SEM照片可以看出添加石墨烯的涂层中石墨烯分布较为均匀。大量石墨烯均匀分布在铜涂层中，涂层由多个熔融的金属粒子堆叠而成。

(3)涂层摩擦磨损性能试验：利用摩擦磨损试验机UMT进行摩擦磨损性能测试，铜-石墨烯涂层具有良好的自润滑减磨效果，磨损率明显低于纯铜涂层。

实施例5：

本实施例中，选择基体材料为厚度约2mm的Q235钢片，按图1所示的制备流程图，制备铝-石墨烯复合涂层，其具体制备方法如下：

1、首先将平均粒径为37um的金属镍粉和平均粒径为5um的还原氧化石墨烯粉末加入到不锈钢球磨罐中，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.3％，并加入2％的硬脂酸作为过程控制剂，充入氩气作为保护气体。球磨罐中球料比为15:1，与的不锈钢磨球比例为2：1，球磨时间为2小时，转速为200rpm。待球磨完成，即可收集铝-石墨烯复合颗粒；

2、将基体依次用丙酮、盐酸、去离子水进行清洗数次，80℃烘干，然后使用60目棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

3、采用火焰喷涂的方法，以镍-石墨烯复合颗粒为原料，利用火焰作为热源，将镍-石墨烯复合颗粒加热到熔融状态，在高速气流的推动下喷射到基体表面，沉积成厚度约为600um的涂层。控制火焰喷涂的参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.55MPa，0.02MPa，0.4MPa，送粉速率为15g/min,喷涂距离为200mm，火焰喷枪移动速度200mm/s，涂层喷涂次数7遍。

对上述制备的涂层进行如下性能检测：

(1)涂层断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测涂层断面微观形貌，涂层断面SEM照片可以证实涂层为表面粗糙的致密涂层，厚度为600um与基体结合良好。

(2)涂层掰断面微观组织形貌：利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)检测分析涂层中石墨烯的分布，由SEM照片可以看出添加石墨烯的涂层中石墨烯分布较为均匀。大量石墨烯均匀分布在镍涂层中，涂层由多个熔融的金属粒子堆叠而成。

(3)涂层摩擦磨损性能试验：利用摩擦磨损试验机UMT进行摩擦磨损性能测试，镍-石墨烯涂层具有良好的自润滑减磨效果，磨损率明显低于纯镍涂层。

Claims (10)

1.一种金属-石墨烯复合涂层的制备方法，包括：

1)以机械球磨法制备金属-石墨烯复合颗粒，具体包括以下步骤：

在球磨装置中加入石墨烯粉末、金属粉末、过程控制剂及磨球，并充入惰性保护气体，以转速200～300rpm，球磨2～8h，得到石墨烯片层结构粘附于金属颗粒表面的金属-石墨烯复合颗粒；

2)将基体进行表面除油、粗化处理；

3)将步骤1)制备的金属-石墨烯复合颗粒通过火焰喷涂方法，在经步骤2)处理的基底表面上沉积成复合涂层，即得到金属-石墨烯复合涂层。

2.根据权利要求1所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属为铝、铜或镍，所述金属粉末的粒径为25～75um；所述石墨烯粉末的粒径为3～50um，其中石墨烯粉末的质量占金属粉末与石墨烯粉末总重量的0.1～1.0％。

3.根据权利要求2所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯粉末为还原氧化石墨烯粉末，且还原氧化石墨烯粉末的质量占金属粉末与还原氧化石墨烯粉末总重量的0.1～0.5％。

4.根据权利要求1所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的过程控制剂为硬脂酸，其加入量为金属粉末和石墨烯粉末总重量的1～2％。

5.根据权利要求1所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的磨球为与的不锈钢磨球，其中，与的不锈钢磨球的比例为2～3:1，球料比为9～15:1。

6.根据权利要求1所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属-石墨烯复合颗粒采用的火焰喷涂工艺参数为：助燃气为氧气、燃气为乙炔、辅助气为压缩空气，其中压力分别为0.2～1.0MPa，0.01～0.4MPa，0.3～6.0MPa，送粉速率为10～100g/min，喷涂距离为100～300mm，火焰喷枪移动速度50～400mm/s，涂层喷涂次数1～30遍。

7.根据权利要求1所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属-石墨烯复合颗粒为25～186um。

8.根据权利要求6或7所述的金属-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的铝-石墨烯复合颗粒采用的火焰喷涂工艺参数为：助燃气为氧气，压力为0.5～0.6MPa；燃气为乙炔，压力为0.02～0.04MPa；辅助气为压缩空气，压力为0.35～0.45MPa；送粉速率为15～25g/min，喷涂距离为190～210mm，火焰喷枪移动速度190～210mm/s，涂层喷涂次数5～7遍。

9.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的金属-石墨烯复合涂层。

10.根据权利要求9所述的金属-石墨烯复合涂层，其特征在于，所述的复合层的厚度为10μm～10mm。