本发明涉及金属基复合材料
技术领域：
，具体为一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料及其制备方法。
背景技术：
：激光增材制造(lam)是一种以激光为能量源的增材制造技术，其具有能量密度高的优点，可以用于难加工金属、结构复杂、薄壁零件的加工制造。激光增材制造以其形成的原理不同，分为激光选区熔化(slm)和激光沉积制造(laserdepositionmanufacturing，ldm)，其中，slm是将粉床铺粉后，采用激光按预定扫描路径将铺好的金属粉末完全熔化，进行凝固成型的过程。ldm是以同步送粉，采用激光按预定加工路径，将同步送给的金属粉末进行逐层熔化、快速凝固和逐层沉积。ldm方法无需模具，由零件cad模型一步完成全致密、高性能金属结构件的“近净成形制造”，可以实现大尺寸零件制作，其研究更加广泛。现有技术中，激光增材制造铝合金主要以slm成形，ldm研究较少，这是因为对于激光增材制造的材料来说，一般都是金属粉末，金属粉末的质量对最终成形的材料质量影响巨大，对于轻合金粉末，ldm技术送粉困难，铝合金对激光有很强的反射率，要求更高功率的激光器，铝合金在成型过程中，容易氧化形成氧化膜，从而导致熔池内形成球化效应，并在内部出现气孔，ldm技术方式是长时间周期性加热和冷却，并且在凝固过程中，会发生短时间的非平衡循环固态相变，会在零件内部产生极大的内应力，从而导致成形后的零件严重变形开裂。石墨烯具有比表面积大、高强度、高韧性、导热导电性能好以及热膨胀系数低等优点。铝基复合材料是金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一，铝基复合材料具有质量轻、密度低、阻尼性能好、耐腐蚀、导热性能好以及热膨胀系数低等优点。在航空航天、汽车等领域有广泛的应用。但是其硬度低，容易开裂，会影响安全性，现有技术会对铝材进行表面改性，从而提高其性能。而现有科技生活的发展、汽车领域、航空航天领域我们对材料性能的要求越来越高，传统的陶瓷纤维和颗粒增强体已经满足不了材料在特殊环境下的要求。借助石墨烯优良的性能，制备石墨烯增强铝基复合材料是十分有必要的，石墨烯铝基复合材料在未来的材料领域有着很好的应用前景。但是石墨烯与金属基体之间存在着润湿性差、容易发生界面反应、石墨烯易团聚在基体中分散性差等问题。现有公开专利中，使石墨烯均匀有效分散在铝基体中和降低石墨烯与铝基体之间的界面反应是制备石墨烯铝基复合材料的关键问题。技术实现要素：本发明的目的是克服上述现有技术中存在的铝合金激光增材成形困难、石墨烯在铝基体中易团聚、石墨烯与铝基体间润湿性差的不足，提供一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料及其制备方法。该制备方法通过低温湿法球磨，利用合金粉材与球磨球的协同作用达到氧化石墨烯附着在粉材表面的效果，使氧化石墨烯均匀有效分散在铝基体中，并保证氧化石墨烯不与铝基体发生反应，得到氧化石墨烯铝基复合粉材。再通过激光沉积制造的成形方式获得氧化石墨烯铝基复合材料。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：备料将氧化石墨烯加入溶剂中，超声振荡1-3h，得到氧化石墨烯溶液；其中，按固液比，氧化石墨烯：溶剂＝(0.05-0.1)g：(120-200)ml；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材(1)按配比，将铝基粉材、氧化石墨烯溶液、球磨球、溶剂加入清洗后的球磨罐中，抽真空后，控制温度为20-200℃进行球磨，得到球磨产物；按质量比，球料比＝(3-6)：1；按体积比，(球磨球+铝基粉材)：溶剂＝(1-3)：1；按质量比，氧化石墨烯：(铝粉+氧化石墨烯)＝(0.05-0.1)：100；其中，铝基粉材的粒径为60-180目；球磨球的粒径为2-8mm；球磨参数为：球磨转速为200-500r/min，球磨采用间隔球磨，球磨总时长为8-20h，每30min停止5-15min；(2)将球磨产物取出，并晾干，将得到的粉末和球磨球分离，得到氧化石墨烯铝基复合粉材；步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料以氧化石墨烯铝基复合粉材为原料，采用激光沉积制造(ldm)方法制得氧化石墨烯铝基复合材料；其中，激光沉积制造(ldm)方法的工艺为：氩气作为保护气体，光斑直径为3-5mm，激光功率为1.6kw-2.2kw，扫描速度为3mm/s-7mm/s，送粉速度为0.8-1.6r/s，扫描间距为1-3mm，扫描层厚为0.5-1mm。所述的步骤1中，所述的溶剂为无水乙醇或丙酮。所述的步骤1中，超声振荡的超声波频率优选为40khz。所述的步骤1中，超声振荡的温度为40℃以下。所述的步骤2(1)中，铝基粉材优选为铸造si-al-mg系铝合金基材或铸造si-al系铝合金基材，具体为alsi10mg、zl114a、zl101a、6061、alsi12中的一种。所述的步骤2(1)中，球磨球为不锈钢球、氧化锆球或玛瑙球中的一种，使用前置于无水乙醇中超声振荡20-40min。所述的步骤2(1)中，溶剂为无水乙醇或丙酮。所述的步骤2(1)中，真空度为2.5×10-2pa-4.0×10-2pa。所述的步骤2(2)中，制备的氧化石墨烯铝基复合粉材的球形度为0.75-9.9。所述的步骤3中，所述的激光功率优选为1.8kw-2.0kw，更优选为1.8kw，扫描速度优选为3mm/s-5mm/s，更优选为5mm/s。一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料，采用上述制备方法制得。制备的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料，其抗拉强度相比于铝基母材，其抗拉强度提高20-55％，伸长率提高100-120％。本发明是一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料及其制备方法，其有益效果为：1、本发明通过超声振荡分散、真空低温湿法球磨两步法制备氧化石墨烯铝基复合粉体；第一步：将石墨烯加入到溶剂中，低温(40℃以下)超声振荡，第二步：低温真空湿法球磨。利用无水乙醇溶液分散与湿法球磨两步法可以有效改善石墨烯在基体中的团聚问题，而且加入溶剂并降低温度能够有效避免石墨烯与基体之间的界面反应。可使石墨烯均匀分散在基体中，同时混合在铝基粉材里的石墨烯均匀附着在铝基粉材表面。2、本发明通过激光沉积制造技术的控制，能够提高铝合金对激光的吸收，不仅验证了激光沉积制造技术加工石墨烯铝基复合材料的可行性，还增强了制备的氧化石墨烯铝基复合材料工件的性能。附图说明图1为本发明的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法的制备工艺流程图；图2为本发明实施例2中铝基粉材颗粒在350倍扫描电镜下的sem图；图3为本发明实施例2中铝基粉材铝粉颗粒在1k倍扫描电镜下的sem图；图4为本发明实施例2中制备的氧化石墨烯铝基复合粉体的600倍扫描电镜下的sem图；图5为本发明实施例2中制备的氧化石墨烯铝基复合粉体表面上包裹的氧化石墨烯在10k倍扫描电镜下的sem图；图6为本发明实施例2中制备的氧化石墨烯铝基复合粉体表面上包裹的氧化石墨烯在20k倍扫描电镜下的sem图；图7为激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的室温力学性能对比图；图8为本发明实施例2制备的氧化石墨烯铝基复合材料在1k倍扫描电镜下的断口形貌图；图9为本发明实施例2制备的氧化石墨烯铝基复合材料在5k倍扫描电镜下的断口形貌图；图10为本发明实施例4制备的氧化石墨烯铝基复合材料在1k倍扫描电镜下的断口形貌图；图11为本发明实施例4制备的氧化石墨烯铝基复合材料在5k倍扫描电镜下的断口形貌图；图12为本发明对比例1的纯zl114a在438倍扫描电镜下的断口形貌图；图13为本发明对比例1的纯zl114a在10k倍扫描电镜下的断口形貌图。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。以下实施例中，采用的试剂和设备除特殊说明，均为市购或现有技术。以下实施例中，采用的氧化石墨烯的制备方法为：用23ml浓硫酸、4g高锰酸钾、1g石墨粉混合均匀，在40℃下反应30min，然后加去离子水稀释，加5ml质量浓度30％双氧水除去高锰酸钾，用250ml的质量浓度10％稀盐酸洗涤，最后在不高于30℃下鼓风干燥，获得氧化石墨烯。实施例1一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其工艺流程示意图见图1，包括以下步骤：步骤1：备料(1)在球磨之前所需准备铝基粉材(60-180目)、制备好的氧化石墨烯、2-8mm的球磨球为不锈钢球、氧化锆球、玛瑙球中的一种，本实施例采用不锈钢球、溶剂(如无水乙醇、丙酮，本实施例采用无水乙醇)；(2)将0.1g氧化石墨烯使用前加入120ml无水乙醇中，在40khz超声振荡2h，并控制超声振荡温度为40℃以下，得到氧化石墨烯溶液；(3)不锈钢球使用前加入无水乙醇中超声振荡20min-40min；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材将铝基粉材alsi10mg，氧化石墨烯溶液，不锈钢球，无水乙醇先后加入到用酒精清洗好的球磨罐中；用真空泵对球磨罐抽真空至4.0×10-2pa；其中，球料比为5：1，不锈钢球(包括铝基粉材alsi10mg)与无水乙醇体积比为(不锈钢球+铝基粉材)：无水乙醇＝2：1；球磨转速300r/min，球磨时长10h，每30min停止10min；球磨停止后取出并晾干粉末；用筛子分离粉末与不锈钢球，得到氧化石墨烯铝基复合粉材；步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料通过激光沉积制造(ldm)技术制备氧化石墨烯铝基复合材料，其工艺参数为：氩气作为保护气体，光斑直径为4mm，激光功率为1.8kw，扫描速度为5mm/s，送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm。实施例2一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：备料(1)在球磨之前所需准备的是：铝基粉材zl114a(60-180目)、制备好的氧化石墨烯、2-8mm的球磨球为不锈钢球、氧化锆球、玛瑙球中的一种，本实施例采用氧化锆球、溶剂(如无水乙醇、丙酮，本实施例采用无水乙醇)；将本实施例中的铝基粉材zl114a进行扫描，其不同倍率下的sem图见图2和图3，从图中可以看出低倍sem下显示出粉材的整体形貌，表面光滑，有较好的球形度，适合送粉打印，放大倍数后可见晶粒与低倍数的形貌无明显差异。(2)将0.1g氧化石墨烯使用前加入120ml无水乙醇中，在40khz超声振荡2h，并控制超声振荡温度为40℃以下，得到氧化石墨烯溶液；(3)氧化锆球使用前加入无水乙醇中超声振荡30min；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材按质量比，2-8mm的氧化锆球：(铸铝粉zl114a+氧化石墨烯)＝5：1，铸铝粉zl114a：氧化石墨烯＝999:1，将氧化石墨烯、铸铝粉zl114a和2-8mm的氧化锆球放入球磨罐中，形成混合物，并向球磨罐中加入无水乙醇，混合物与无水乙醇的配比为600：120，单位为g:ml。将球磨罐抽真空，真空度为4.0×10-2pa，将球磨罐放入球磨机，球磨时长8h(每30min停止15min)，调节球磨转速250r/min，球磨后烘干，用筛子分离粉材与球，得到氧化石墨烯铝基复合粉材。将本实施例制备的氧化石墨烯铝基复合粉材进行扫描，其不同倍率下的sem图见图4、图5和图6，从上述图中，可以看出氧化石墨烯粉均匀的覆盖在铸铝粉zl114a表面，制备的氧化石墨烯铝基复合粉材表面虽粗糙，但是有较好的球形度适合送粉打印，高倍数下可清晰看见石墨烯片附着在粉材表面。制备的氧化石墨烯铝基复合粉材的球形度为0.75-9.9。步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料对氧化石墨烯铝基复合粉材进行激光沉积制造技术的成形加工，氩气作为保护气体，光斑直径为4mm，激光功率为2kw，扫描速度5mm/s送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm，得到氧化石墨烯铝基复合材料。以gb/t228.1-gb《金属材料室温拉伸试验》标准，取拉伸板做室温力学性能检测实验，测试拉伸强度和断裂伸长率，其结果见表1。氧化石墨烯质量分数为0.1％时，氧化石墨烯铝基复合材料的断口形貌见图8和图9，大量拉长的网状剪切韧窝存在于断口表面，这些韧窝被拉长，尺寸更大并且更倾斜更深，显示出这种断裂性质为韧性断裂。这种断裂现象表明材料具有较好的韧性。实施例3一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：备料(1)在球磨之前所需准备铝基粉材(60-180目)、制备好的氧化石墨烯、2-8mm的球磨球为不锈钢球、氧化锆球、玛瑙球中的一种，本实施例采用玛瑙球、溶剂(如无水乙醇、丙酮，本实施例采用无水乙醇)；(2)将0.1g氧化石墨烯使用前加入120ml无水乙醇中，在40khz超声振荡2h，并控制超声振荡温度为40℃以下，得到氧化石墨烯溶液；(3)玛瑙球使用前加入无水乙醇中超声振荡30min；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材按质量比，2-8mm的玛瑙球：(铸铝粉zl114a+氧化石墨烯)＝5：1，铸铝粉zl114a：氧化石墨烯＝999:1，将氧化石墨烯、铸铝粉zl114a和2-8mm的玛瑙球放入球磨罐中，形成混合物，并向球磨罐中加入无水乙醇，混合物与无水乙醇的配比为600：120，单位为g:ml。将球磨罐抽真空，真空度为4.0×10-2pa，将球磨罐放入球磨机，球磨时长8h(每30min停止15min)，调节球磨转速250r/min，球磨后烘干，用筛子分离粉材与球，得到氧化石墨烯铝基复合粉材。步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料对氧化石墨烯铝基复合粉材进行激光沉积制造技术的成形加工，氩气作为保护气体，光斑直径为3mm，激光功率为1.8kw，扫描速度5mm/s，送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm，得到氧化石墨烯铝基复合材料。以gb/t228.1-gb《金属材料室温拉伸试验》标准，取拉伸板做室温力学性能检测实验，测试拉伸强度和断裂伸长率，其结果见表1。实施例4一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：备料(1)在球磨之前所需准备铝基粉材(60-180目)、制备好的氧化石墨烯、2-8mm的球磨球为不锈钢球、氧化锆球、玛瑙球中的一种，本实施例采用不锈钢球、溶剂(如无水乙醇、丙酮，本实施例采用无水乙醇)；(2)将0.1g氧化石墨烯使用前加入120ml无水乙醇中，在40khz超声振荡2h，并控制超声振荡温度为40℃以下，得到氧化石墨烯溶液；(3)不锈钢球使用前加入无水乙醇中超声振荡30min；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材按质量比，2-8mm的不锈钢球：(铸铝粉zl114a+氧化石墨烯)＝5：1，铸铝粉zl114a：氧化石墨烯＝9995:5，将氧化石墨烯、铸铝粉zl114a和2-8mm的不锈钢球放入球磨罐中，形成混合物，并向球磨罐中加入无水乙醇，混合物与无水乙醇的配比为600：120，单位为g:ml。将球磨罐抽真空，真空度为4.0×10-2pa，将球磨罐放入球磨机，球磨时长8h(每30min停止15min)，调节球磨转速250r/min，球磨后烘干，用筛子分离粉材与球，得到氧化石墨烯铝基复合粉材。步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料对氧化石墨烯铝基复合粉材进行激光沉积制造技术的成形加工，氩气作为保护气体，光斑直径为5mm，激光功率为2kw，扫描速度5mm/s，送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm，得到氧化石墨烯铝基复合材料。以gb/t228.1-gb《金属材料室温拉伸试验》标准，取拉伸板做室温力学性能检测实验，测试拉伸强度和断裂伸长率，其结果见表1。氧化石墨烯质量分数为0.05％时，氧化石墨烯铝基复合材料的断口形貌见图10和图11，大量的等轴韧窝存在于断口表面，并且沿加载方向被拉长，表明了这种断裂性质为韧性断裂，体现出该材料较好的韧性。实施例5一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：备料(1)在球磨之前所需准备铝基粉材(60-180目)、制备好的氧化石墨烯、2-8mm的球磨球为不锈钢球、氧化锆球、玛瑙球中的一种，本实施例采用氧化锆球、溶剂(如无水乙醇、丙酮，本实施例采用无水乙醇)；(2)将0.1g氧化石墨烯使用前加入120ml无水乙醇中，在40khz超声振荡2h，并控制超声振荡温度为40℃以下，得到氧化石墨烯溶液；(3)氧化锆球使用前加入无水乙醇中超声振荡30min；步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材按质量比，2-8mm的氧化锆球：(铸铝粉zl114a+氧化石墨烯)＝5：1，铸铝粉zl114a：氧化石墨烯＝9995:5，将氧化石墨烯、铸铝粉zl114a和2-8mm的氧化锆球放入球磨罐中，形成混合物，并向球磨罐中加入无水乙醇，混合物与无水乙醇的配比为600：120，单位为g:ml。将球磨罐抽真空，真空度为4.0×10-2pa，将球磨罐放入球磨机，球磨时长8h(每30min停止15min)，调节球磨转速250r/min，球磨后烘干，用筛子分离粉材与球，得到氧化石墨烯铝基复合粉材。步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料对氧化石墨烯铝基复合粉材进行激光熔融沉积制造技术的成形加工，氩气作为保护气体，光斑直径为3mm，激光功率为1.8kw，扫描速度5mm/s，送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm，得到氧化石墨烯铝基复合材料。实施例6一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为1.6kw，扫描速度3mm/s。其他方式相同。实施例7一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为1.8kw，扫描速度3mm/s。其他方式相同。实施例8一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为2kw，扫描速度3mm/s，送粉速度为1.4r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.8mm。其他方式相同。实施例9一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为2.2kw，扫描速度3mm/s。其他方式相同。实施例10一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为1.6kw，扫描速度5mm/s。其他方式相同。实施例11一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为2.2kw，扫描速度5mm/s。其他方式相同。实施例12一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为1.6kw，扫描速度7mm/s，送粉速度为1.6r/s，扫描间距为1mm，扫描层厚为0.5mm。其他方式相同。实施例13一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为1.8kw，扫描速度7mm/s。其他方式相同。实施例14一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为2.0kw，扫描速度7mm/s。其他方式相同。实施例15一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，同实施例1，不同之处在于：步骤3中，激光功率为2.2kw，扫描速度7mm/s，送粉速度为1.2r/s，扫描间距为3mm，扫描层厚为1mm。其他方式相同。对比例1对zl114a粉材进行激光沉积制造技术的成形加工，氩气作为保护气体，激光功率为2kw，扫描速度5mm/s，送粉速度为0.8r/s，扫描间距为2mm，扫描层厚为0.6mm。。以gb/t228.1-gb《金属材料室温拉伸试验》标准，取拉伸板做室温力学性能检测实验，测试拉伸强度和断裂伸长率，其结果见表1。纯zl114a的断口形貌的sem图见图12和图13，没有明显的宏观塑性变形特征，平齐而光亮的断口形貌表示了这种断裂性质为脆性断裂，反应了纯zl114a具有较低的延展性和较差的韧性。表1各个实施例的拉伸板力学性能氧化石墨烯含量(％)抗拉强度(mpa)伸长率(％)实施例20.1230.16.39实施例40.05205.46.12对比例10149.72.93并且实施例2、实施例4和对比例1的应力-应变曲线见图7，从图7可以看出，激光沉积制造纯zl114a材料的抗拉强度最低，为149.7mpa，伸长率为2.93％。当氧化石墨烯质量分数为0.05％时，激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的抗拉强度为205.4mpa，伸长率为6.12％，相比未添加氧化石墨烯的纯zl114a其抗拉强度提高了37.2％，伸长率提高了108％。当氧化石墨烯质量分数为0.1％时，激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的抗拉强度为230.1mpa，伸长率为6.39％，相比未添加氧化石墨烯的纯zl114a其抗拉强度提高了53.7％，伸长率提高了118％。由表1结果可以得出，随着氧化石墨烯含量的增加氧化石墨烯铝基复合材料的强度和伸长率逐步提升。纳米氧化石墨烯的加入并且在铝基体中均匀分散阻止了加工过程中晶粒的生长粗化，起到了细化晶粒的作用。在氧化石墨烯铝基复合材料发生塑性变形的过程中纳米氧化石墨烯阻碍了位错的迁移，提供了抗位错的能力，与此同时也承担并传递了一部分载荷。晶粒的细化、位错的阻碍以及载荷的承担与传递共同起到了提高氧化石墨烯铝基复合材料强度和伸长率的作用。当前第1页1 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技术特征：
1.一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：备料
将氧化石墨烯加入溶剂中，超声振荡1-3h，得到氧化石墨烯溶液；其中，按固液比，氧化石墨烯：溶剂＝(0.05-0.1)g：(120-200)ml；
步骤2：低温湿法球磨制备氧化石墨烯铝基复合粉材
(1)按配比，将铝基粉材、氧化石墨烯溶液、球磨球、溶剂加入清洗后的球磨罐中，抽真空后，控制温度为20-200℃进行球磨，得到球磨产物；按质量比，球料比＝(3-6)：1；按体积比，(球磨球+铝基粉材)：溶剂＝(1-3)：1；按质量比，氧化石墨烯：(铝粉+氧化石墨烯)＝(0.05-0.1)：100；
其中，铝基粉材的粒径为60-180目；球磨球的粒径为2-8mm；
球磨参数为：球磨转速为200-500r/min，球磨采用间隔球磨，球磨总时长为8-20h，每30min停止5-15min；
(2)将球磨产物取出，并晾干，将得到的粉末和球磨球分离，得到氧化石墨烯铝基复合粉材；
步骤3：激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料
以氧化石墨烯铝基复合粉材为原料，采用激光沉积制造方法制得氧化石墨烯铝基复合材料；其中，激光沉积制造方法的工艺为：氩气作为保护气体，光斑直径为3-5mm，激光功率为1.6kw-2.2kw，扫描速度为3mm/s-7mm/s，送粉速度为0.8-1.6r/s，扫描间距为1-3mm，扫描层厚为0.5-1mm。
2.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的溶剂为无水乙醇或丙酮。
3.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，铝基粉材为铸造si-al-mg系铝合金基材或铸造si-al系铝合金基材，具体为alsi10mg、zl114a、zl101a、6061、alsi12中的一种。
4.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，球磨球为不锈钢球、氧化锆球或玛瑙球中的一种，使用前置于无水乙醇中超声振荡20-40min。
5.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，溶剂为无水乙醇或丙酮。
6.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，真空度为2.5×10-2pa-4.0×10-2pa。
7.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(2)中，制备的氧化石墨烯铝基复合粉材的球形度为0.75-9.9。
8.根据权利要求1所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述的激光功率为1.8kw-2.0kw，扫描速度为3mm/s-5mm/s。
9.一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料，其特征在于，采用权利要求1～8任意一项所述的制备方法制得。
10.根据权利要求9所述的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料，其特征在于，制备的激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料，其抗拉强度相比于铝基母材，其抗拉强度提高20-55％，伸长率提高100-120％。
技术总结
一种激光沉积制造氧化石墨烯铝基复合材料及其制备方法，属于金属基复合材料领域。该氧化石墨烯铝基复合材料的制备方法为：将氧化石墨烯溶液、铝基粉材、球磨球、溶剂加入球磨罐中进行湿法球磨，得到氧化石墨烯铝基复合粉材；将其作为原料，采用激光沉积制造(LDM)方法制得氧化石墨烯铝基复合材料。该制备方法通过低温湿法球磨，利用合金粉材与球磨球的协同作用达到氧化石墨烯附着在粉材表面的效果，使氧化石墨烯均匀有效分散在铝基体中，并保证氧化石墨烯不与铝基体发生反应，实现了氧化石墨烯铝基复合材料激光沉积制造的可行性并增强了其机械性能。
技术研发人员：王维;李鹏旭;杨光;王天琦;张硕程;孟庆实;任宇航;李长富
受保护的技术使用者：沈阳航空航天大学
技术研发日：.11.11
技术公布日：.02.11
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