CN113403504B - 一种石墨烯增强导热铝基复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种石墨烯增强导热铝基复合材料，包括金属铝层和石墨烯金属铝复合结构层，金属铝层保留了铝金属所特有的抗氧化、耐腐蚀、导电性和导热性；石墨烯金属铝复合结构层，片状石墨烯的碳原子以sp²键紧密排列成的二维蜂窝状晶格结构二维几何形状与铝基体材料的强耦合，使得片状石墨烯可以沿面内热传导，从而提高石墨烯金属铝复合结构层热导率，特别是片状石墨烯被金属铝包围固化，有效地增强了散热和热阻的降低，起到了石墨烯增强导热的效果；本发明制备方法克服了现有制备方法石墨烯与铝基材料球磨混合温度较高时，易发生界面反应生成A1₄C₃、A1₄C₃破坏石墨烯基复合材料的力学、电学、热学性能的技术问题。

Description

一种石墨烯增强导热铝基复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于铝基复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯增强导热铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是制备高性能金属基复合材料的理想增强体，将其加入到铝基体中，有望大幅提高铝基体的力学及热学等性能。铝基复合材料由于质量轻、比强度高、热膨胀系数低、易于加工等优良性能，已成为金属基复合材料中一种重要的复合材料，广泛地应用在民用和军用领域。目前石墨烯铝基复合材料的制备主要存在以下3个方面的难题：(1)石墨烯的团聚问题，石墨烯属于一种两维纳米材料，自身具有易团聚性,由于石墨烯与铝基体的浸润性很差，因此当石墨烯加入到铝基体中后，极易出现团聚现象，使石墨烯难于在铝基体中均匀分布；(2)石墨烯难于在铝基体中均匀分布，导致石墨烯在铝基体中不易形成强的界面结合；(3)石墨烯与铝基材料球磨混合温度较高时，易发生界面反应生成A1₄C₃，A1₄C₃的生成破坏了石墨烯铝基复合材料的力学、电学、热学性能。现有的石墨烯与铝基材料大多数采用球磨分散混合，在球磨过程中，不锈钢球和铝颗粒都对石墨烯产生撞击、剪切等机械作用，使两维纳米石墨烯材料边界缺损、断裂等缺陷增加，两维纳米石墨烯材料缺陷越多，其力学、电学、热学和光学等性能就越差，甚至会导致石墨烯难于发挥作用。

发明内容

本发明针对现有的制备工艺和石墨烯铝基复合结构的缺陷，提出一种不降低金属铝本身的力学性能、电气性能，且增强导热性能，综合性能更优越的石墨烯增强导热铝基复合材料，及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种石墨烯增强导热铝基复合材料，包括金属铝层和石墨烯金属铝复合结构层，所述石墨烯金属铝复合结构层是片状石墨烯间渗流金属铝层构成。

进一步地，所述片状石墨烯的层数为1～8层，所述片状石墨烯的厚度为0.336nm～2.7nm。

片状石墨烯，具有优异的力学、电学、热学和光学等性能，将其均匀分布嵌入到铝基体中，可显著提高铝基体的电学、力学及热学等性能。

所述的CMC，中文名称羧甲基纤维素钠，在本技术方案制备石墨烯浆料过程起到粘合剂作用。

所述的去离子水，是去除钙、镁两种元素的离子，在本技术方案中，避免钙、镁离子在高温时与铝元素、碳元素反应或生成杂质相，避免发生界面反应，所用的去离子水电阻值为≥18兆欧。

本发明还提供一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S01：按比例称取片状石墨烯、CMC和去离子水置于釜内，在100rpm转速下搅拌2小时，得到混合物；

S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，将团聚的片状石墨烯、CMC分散于去离子水中，得到石墨烯浆料；

S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，真空干燥的真空度≤500pa，真空干燥的温度为60℃，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；

S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空至≤100pa；

S06：真空烧结炉的炉腔升温至661℃，在661℃下保持4h，使夹紧模内的石墨烯浆料涂布铝质板型材温度达到内外一致；

S07：关闭真空烧结炉的炉腔加热热源，真空烧结炉的炉腔自然降温至32℃，石墨烯浆料涂布铝质板型材中的熔融金属铝冷却凝固，形成石墨烯增强导热铝基复合材料；关闭真空烧结炉的炉腔加热热源后，真空烧结炉的炉腔温度缓慢下降，真空度继续保持≤100pa，随着真空烧结炉的炉腔的温度下降，熔融状态的液态金属铝温度缓慢下降，逐渐由液态过渡固态，随着温度继续下降，液态金属铝完全固态，液态金属铝完全固态之后，片状石墨烯被完全固态金属铝固定形成石墨烯铝基复合结构，即得石墨烯增强导热铝基复合材料；

S08：将真空烧结炉的炉腔内真空缓慢泄压；

S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料。

进一步地，所述步骤S01中片状石墨烯和CMC的总量与去离子水的质量比为1:1，所述片状石墨烯占片状石墨烯和CMC总质量的60～80％，CMC占片状石墨烯和CMC总质量的20～80％。

进一步地，所述步骤S03中铝质板型材的厚度为20μm～900μm，所述石墨烯浆料涂层经真空干燥后的厚度为5μm～25μm，所述真空干燥的真空度≤500pa，真空干燥的温度为60℃。

真空干燥使铝质板型材涂布的石墨烯浆料中的水分干燥；干燥过程控制温度60℃，在较低的温度下避免石墨烯浆料中的CMC成分随温度上升过高粘度下降，避免影响石墨烯与铝质板型材的附着力，通过抽真空降低压强，使石墨烯浆料中的水分能在60℃蒸发，达到干燥目的，干燥的石墨烯浆料形成片状石墨烯堆叠多层结构。

进一步地，所述步骤S04中夹紧工装模包括夹紧框、垫块和压块；所述夹紧框上设有贯通的夹紧框矩形孔，所述垫块包括四条垫块立面、垫块上平面和垫块下平面，所述压块包括四条压块立面、压块上平面和压块下平面，所述垫块和压块与夹紧框矩形孔按照过盈公差配合装配。

所述的夹紧框、垫块和压块，采用0Cr25Ni20耐热不锈钢制造；0Cr25Ni20双相不锈钢，常用于耐高温炉管制造，具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，因为较高百分比的铬和镍，具有较好的蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性；最高工作温度1200℃，连续使用温度1150℃。

进一步地，所述步骤S04中石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模的步骤如下：

(1)将石墨烯浆料涂布铝质板型材放置于垫块上平面，位于垫块立面内；

(2)夹紧框矩形孔与垫块立面边界相切，垫块楔入夹紧框矩形孔；

(3)将压块楔入夹紧框矩形孔，垫块上平面与压块下平面对石墨烯浆料涂布铝质板型材保持面对面相向夹紧。

进一步地，所述步骤S05中抽真空至真空度≤100pa，保持6h；使石墨烯浆料涂布铝质板型材所吸附的气分子除尽。

进一步地，所述步骤S06中真空烧结炉的炉腔真空度保持≤100pa，所述真空烧结炉的炉腔的升温速率为5℃/min。

真空烧结炉的炉腔升温至235～248℃时石墨烯浆料中的CMC组分炭化，炭化的CMC组分具有导电性和较好的导热性；真空烧结炉的炉腔升温至661℃时石墨烯浆料涂布铝质板型材铝材质处于熔融状态，真空烧结炉的炉腔内真空度保持≤100pa，真空烧结炉的炉腔腔内氧分子达到稀薄水平，石墨烯浆料中各相物质及金属铝无氧化反应。

在真空烧结炉的炉腔内真空度保持≤100pa，真空烧结炉的炉腔升温至661℃时，石墨烯浆料涂布铝质板型材铝材质处于熔融状态，熔融状态的液态金属铝，形成空隙使自由体积略有增加，体积增加2.5％～5％，固体铝中的远距有序排列在熔融状态下会消失，液态金属铝成为近距有序排列，自由体积略有增加热膨胀效应，对片状石墨烯堆叠多层结构层间的形成间隙渗流。

需要说明的是，虽然石墨烯浆料涂布铝质板型材处于夹紧框、垫块、压块夹紧石墨烯浆料涂布铝质板型材状态，但是，片状石墨烯的强度和弹性模量分别是125GPa和1100GPa，片状石墨烯形状并非绝对平面，夹紧框、垫块、压块夹紧力不足以使片状石墨烯屈服形变，片状石墨烯堆叠多层结构层间间隙仍然存在，渗流金属铝渗流至堆叠多层结构的片状石墨烯层与层之间的间隙，片状石墨烯被熔融状态的液态金属铝包围，同时存在由于石墨烯质量＜液态金属铝，以及石墨烯的比表面积大，不易形成沉降效应，故，片状石墨烯悬浮在金属铝上方表面。

进一步地，所述步骤S09中从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料的步骤如下：将夹紧框固定，采用液压推杆推压块，使压块、垫块和夹紧的石墨烯增强导热铝基复合材料从夹紧框矩形孔中脱出；卸去压块，收取石墨烯增强导热铝基复合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明提供的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的金属铝层保留了铝金属所特有的抗氧化、耐腐蚀、导电性和导热性；石墨烯金属铝复合结构层，片状石墨烯的碳原子以sp²键紧密排列成的二维蜂窝状晶格结构二维几何形状与铝基体材料的强耦合，使得片状石墨烯可以沿面内热传导，从而提高石墨烯金属铝复合结构层热导率，特别是片状石墨烯被金属铝包围固化，有效地增强了散热和热阻的降低，起到了石墨烯增强导热的效果。

(2)本发明提供的石墨烯增强导热铝基复合材料用于导电器件时，由于石墨烯金属铝复合结构层热导率高于金属铝层，当电流通过石墨烯增强导热铝基复合材料，依照焦耳定律：

Q＝I²Rt；

式中：

Q——热量，单位是焦耳(J)，

I——电流，单位是安培(A)，

R——电阻，单位是(Ω)，

t——时间，单位是秒(s)。

由于金属铝层，石墨烯金属铝复合结构层，它们各自的电阻不同，石墨烯金属铝复合结构层的电阻，相对金属铝层电阻更小，同一时间产热存在差异，金属铝层产热大，石墨烯金属铝复合结构层产热小，石墨烯增强导热铝基复合材料作为导体通电状态下，金属铝层、石墨烯金属铝复合结构层存在温差，石墨烯金属铝复合结构层温度低于金属铝层的温度，温度较低的石墨烯金属铝复合结构层起到了散热层的功能，其次，石墨烯的高导电率，石墨烯金属铝复合结构层起到了增强了电流过载能力，石墨烯的热导率可达5300W/(m·K)，石墨烯金属铝复合结构层的强化散热作用，使石墨烯增强导热铝基复合材料在电流通过时温升较小，同时起到增大过载能力的作用。

(3)本发明提供的石墨烯增强导热铝基复合材料用于散热器件具有显著优势，石墨烯增强导热铝基复合材料是由金属铝层，石墨烯金属铝复合结构层组成复合层状结构，其中，石墨烯金属铝复合结构层导热性能显著优于金属铝层，在石墨烯增强导热铝基复合材料整体结构中，石墨烯金属铝复合结构层起到类似散热功能器件肋化效果，当石墨烯增强导热铝基复合材料的金属铝层与产热电子器件紧密接触，导热良好结构中，石墨烯金属铝复合结构层起到肋化功能，石墨烯金属铝复合结构层在空气侧或液体侧具有较大的热流密度，可用于紧凑型空间的散热，特别是手机、笔记本电脑以及一些其它移动通信设备。

(4)本发明石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法克服了现有制备方法石墨烯与铝基材料球磨混合温度较高时，易发生界面反应生成A1₄C₃、A1₄C₃破坏石墨烯基复合材料的力学、电学、热学性能的技术问题。

附图说明

图1是本发明石墨烯增强导热铝基复合材料的结构示意图；

图2是本发明图1中沿A-A的剖视图；

图3是本发明压块的结构示意图；

图4是本发明夹紧框的结构示意图；

图5是本发明垫块的结构示意图；

图6是本发明夹紧工装模的结构示意图；

图7是本发明图6中沿B-B的剖视图；

图8是本发明石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法的流程示意图；

附图标记说明：

1、金属铝层；2、石墨烯金属铝复合结构层；201、渗流金属铝；202、片状石墨烯；3、夹紧框；301、夹紧框矩形孔；4、垫块；401、垫块上平面；402、垫块立面；403、垫块下平面；5、压块；501、压块下平面；502、压块立面；503、压块上平面。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，但应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部的实施例，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例

参照图1至图8，本实施例提供了一种石墨烯增强导热铝基复合材料和一种石墨烯增强导热铝基复合材料制备方法。

一种石墨烯增强导热铝基复合材料制备方法，包括以下步骤：

步骤S01：按比例称取石墨烯及CMC、去离子水，搅拌混合，得到混合物；具体的，按比例分别称取石墨烯、CMC、水；按质量比，石墨烯占70％，CMC占30％，配以石墨烯、CMC组合量相等的去离子水；去离子水电阻值为≥18兆欧；具体的，搅拌混合，将石墨烯、CMC、去离子水，置搅拌釜内搅拌，搅拌桨转速100rmp，搅拌时间2小时，使石墨烯、CMC、去离子水，充分混合；

步骤S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，将团聚的片状石墨烯、CMC分散于去离子水中，得到石墨烯浆料；具体的，所述的砂磨机的砂磨罐采用刚玉，砂磨介质，采用氧化锆珠；

步骤S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；具体的，砂磨分散的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，石墨烯浆料涂布于铝质板型材，铝质板型材厚度25μm，宽度30mm，将石墨烯浆料涂布的铝质板型材置真空干燥箱内，抽真空，真空度500pa，温度60℃，使石墨烯浆料涂布的铝质板型材中的水分干燥；干燥过程控制温度60℃，石墨烯浆料涂层干燥后，采用椭偏仪测量厚度为30μm；石墨烯浆料涂层干燥之后的厚度为5μm；

步骤S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

步骤S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空，具体的，步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空，将真空度抽至100pa，保持6h，使石墨烯浆料涂布铝质板型材所吸附的气分子除尽；

步骤S06：真空烧结炉的炉腔内真空保持度100pa，真空烧结炉的炉腔升温，升温速率每分钟5℃，升至661℃，保持661℃4小时，使夹紧模内的石墨烯浆料涂布铝质板型材温度达到内外一致；

真空烧结炉的炉腔升温至235～248℃时石墨烯浆料中的CMC组分炭化，炭化的CMC组分具有导电性和较好的导热性；真空烧结炉的炉腔升温至661℃时石墨烯浆料涂布铝质板型材铝材质处于熔融状态，真空烧结炉的炉腔内真空度保持100pa，真空烧结炉的炉腔腔内氧分子达到稀薄水平，石墨烯浆料中各相物质及金属铝无氧化反应；

在真空烧结炉的炉腔内真空度保持100pa，真空烧结炉的炉腔升温至661℃时，石墨烯浆料涂布铝质板型材铝材质处于熔融状态，熔融状态的液态金属铝，自由体积增加的热膨胀效应，对片状石墨烯堆叠多层结构层间的形成间隙渗流；需要说明的是，虽然石墨烯浆料涂布铝质板型材处于夹紧框3、垫块4、压块5夹紧石墨烯浆料涂布铝质板型材状态，但是，石墨烯的强度和弹性模量分别是125GPa和1100GPa，片状石墨烯形状并非绝对平面，夹紧框3、垫块4、压块5夹紧力不足与将片状石墨烯屈服形变，片状石墨烯堆叠多层结构层间间隙仍然存在，结合附图2，渗流金属铝201渗流至堆叠多层结构的片状石墨烯202层与层之间的间隙，片状石墨烯202被熔融状态的液态金属铝包围，同时存在由于石墨烯质量＜液态金属铝，以及石墨烯的比表面积大，不易形成沉降效应，故，片状石墨烯202悬浮在金属铝201上方表面；

步骤S07：关断真空烧结炉的炉腔加热电源；关闭真空烧结炉的炉腔加热热源后，真空烧结炉的炉腔温度缓慢下降，真空度继续保持100pa，随着真空烧结炉的炉腔的温度下降，熔融状态的液态金属铝温度缓慢下降，逐渐由液态过渡固态，随着温度继续下降，液态金属铝完全固态，液态金属铝完全固态之后，片状石墨烯202被完全固态金属铝固定形成石墨烯铝基复合结构，即石墨烯铝基复合材料；

步骤S08：将真空烧结炉的炉腔内真空泄压，通过真空烧结炉的泄压阀，缓慢泄放真空烧结炉的炉腔内负压；

步骤S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料，具体的，真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧框3、垫块4、压块5夹紧的石墨烯铝基复合材料从真空烧结炉的炉腔内取出；将夹紧框3固定，采用液压推杆推压块5，使压块5、垫块4夹紧的石墨烯铝基复合材料从夹紧框矩形孔301脱出；卸去压块5，收取石墨烯复合铝基板型材即石墨烯增强导热铝基复合材料，采用椭偏仪测量石墨烯增强导热铝基复合材料厚度为30μm。

具体的，夹紧工装模，包括夹紧框3、垫块4和压块5；垫块4包括4条垫块立边402、垫块上平面401和垫块下平面403；夹紧框3上设有贯通的夹紧框矩形孔301；压块5包括压块下平面501、压块立面502、压块上平面503；垫块4和压块5与夹紧框矩形孔301按照过盈公差配合装配。

具体的，结合图3、图4、图5，图6，图7，将步骤S03真空干燥处理的石墨烯浆料涂布铝箔按如下流程装入夹紧工装模：

(1)将石墨烯浆料涂布铝质板型材放置于垫块上平面401，位于四条垫块立面402边缘之内；

(2)然后，装入夹紧框3的矩形孔301；垫块4的四条垫块立面402与夹紧框矩形孔301的边界相切，按照过盈公差配合装配，楔入夹紧框矩形孔301装配，达到胀紧配合；

(3)然后，将压块5楔入夹紧框矩形孔301，夹紧框矩形孔301的边界与压块5四条立面502的边界相切、按照过盈公差配合装配，楔入夹紧框矩形孔301装配，达到胀紧配合；使垫块上平面401与压块下平面501对石墨烯浆料涂布铝质板型材保持面对面相向夹紧。

具体的，夹紧框3、垫块4和压块5采用0Cr25Ni20耐热不锈钢制造。

性能测试

将实施例制备的石墨烯增强导热铝基复合材料与纯铝材电流过载温度特性比较测试，测试步骤按下列步骤进行：

步骤1、将铝质板型材(尺寸：厚度30μm、宽度30mm、长度290mm)两端连接30v交流电，开关控制；

步骤2、将实施例制备的石墨烯增强导热铝基复合材料(尺寸：金属铝层厚度25μm、石墨烯金属铝复合结构层厚度5μm，宽度30mm，长度290mm)两端连接30v交流电，开关控制；

步骤3、将铝质板型材两端连接30v交流电端口连接熔断器测试仪；

步骤4、将石墨烯增强导热铝基复合材料两端连接30v交流电端口连接熔断器测试仪；

步骤5、启动熔断器测试仪通电，并记录电流A；

步骤6、记录时间；

步骤7、记录铝质板型材、石墨烯增强导热铝基复合材料表面与时间对应温度、记录铝质板型材熔断时间；结果见表1。

表1

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种石墨烯增强导热铝基复合材料，其特征在于，包括金属铝层和石墨烯金属铝复合结构层，所述石墨烯金属铝复合结构层是片状石墨烯间渗流金属铝构成；所述片状石墨烯的层数为1～8层，所述片状石墨烯的厚度为0.336nm～2.7nm；

所述石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S01：按比例称取片状石墨烯、CMC和去离子水置于釜内，在100rpm转速下搅拌2小时，得到混合物；片状石墨烯和CMC的总量与去离子水的质量比为1:1，片状石墨烯占片状石墨烯和CMC总质量的60～80%，CMC占片状石墨烯和CMC总质量的20～80%；

S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，得到石墨烯浆料；

S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；

S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空；

S06：将真空烧结炉的炉腔升温至661℃，在661℃下保持4h；

S07：关闭真空烧结炉的炉腔加热热源，真空烧结炉的炉腔自然降温至32℃，石墨烯浆料涂布铝质板型材中的熔融金属铝冷却凝固，形成石墨烯增强导热铝基复合材料；

S08：将真空烧结炉的炉腔内真空缓慢泄压；

S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：按比例称取片状石墨烯、CMC和去离子水置于釜内，在100rpm转速下搅拌2小时，得到混合物；片状石墨烯和CMC的总量与去离子水的质量比为1:1，片状石墨烯占片状石墨烯和CMC总质量的60～80%，CMC占片状石墨烯和CMC总质量的20～80%；

S02：将步骤S01中所得混合物采用砂磨机砂磨，得到石墨烯浆料；

S03：将步骤S02得到的石墨烯浆料涂布于铝质板型材的一表面，置真空干燥箱内，真空干燥，得到石墨烯浆料涂布铝质板型材；

S04：将步骤S03得到的石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模中，装入真空烧结炉的炉腔内，密封关闭；

S05：步骤S04完成后，对真空烧结炉的炉腔内抽真空；

S06：将真空烧结炉的炉腔升温至661℃，在661℃下保持4h；

S07：关闭真空烧结炉的炉腔加热热源，真空烧结炉的炉腔自然降温至32℃，石墨烯浆料涂布铝质板型材中的熔融金属铝冷却凝固，形成石墨烯增强导热铝基复合材料；

S08：将真空烧结炉的炉腔内真空缓慢泄压；

S09：真空烧结炉的炉腔内负压泄压之后，将夹紧工装模从真空烧结炉的炉腔内取出，然后从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中铝质板型材的厚度为20μm～900μm，所述石墨烯浆料涂层经真空干燥后的厚度为5μm～25μm，所述真空干燥的真空度≤500pa，真空干燥的温度为60℃。

4.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S04中夹紧工装模包括夹紧框、垫块和压块；所述夹紧框上设有贯通的夹紧框矩形孔，所述垫块包括四条垫块立面、垫块上平面和垫块下平面，所述压块包括四条压块立面、压块上平面和压块下平面，所述垫块和压块与夹紧框矩形孔按照过盈公差配合装配。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S04中石墨烯浆料涂布铝质板型材装入夹紧工装模的步骤如下：

（1）将石墨烯浆料涂布铝质板型材放置于垫块上平面，位于垫块立面边缘内；

（2）夹紧框矩形孔与垫块立面边界相切，垫块楔入夹紧框矩形孔；

（3）将压块楔入夹紧框矩形孔，垫块上平面与压块下平面对石墨烯浆料涂布铝质板型材保持面对面相向夹紧。

6.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S05中抽真空至真空度≤100pa，保持6h。

7.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S06中真空烧结炉的炉腔真空度保持≤100pa，所述真空烧结炉的炉腔的升温速率为5℃/min。

8.根据权利要求2所述的一种石墨烯增强导热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S09中从夹紧工装模中取出石墨烯增强导热铝基复合材料的步骤如下：将夹紧框固定，采用液压推杆推压块，使压块、垫块和夹紧的石墨烯增强导热铝基复合材料从夹紧框矩形孔中脱出；卸去压块，收取石墨烯增强导热铝基复合材料。

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