[發(fā)明專利]碳納米管金屬粉末混合體及金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010102120.4
• 申請(qǐng)日: 2010-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN102133634A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡春華;劉長(zhǎng)洪;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;B22F3/14;B22F3/22
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉末混合體的制備方法及復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種碳納米管金屬粉末混合體的制備方法及碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

自從碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，這種材料所具有的高強(qiáng)度與高的電導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良性能很快引起材料科學(xué)工作者的重視。碳納米管已被廣泛的應(yīng)用于金屬?gòu)?fù)合材料的制備中，然而制備碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的技術(shù)仍然面臨很大的困難。由于碳納米管具有很大的比表面積和比表面能，其自身很容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，碳納米管很難在金屬基體中均勻分散。因此，能否將碳納米管均勻分散在金屬中是制備碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的關(guān)鍵。為解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中，有將碳納米管與金屬顆粒共混后采用機(jī)械球磨的方法實(shí)現(xiàn)碳納米管與金屬基體的混合，從而獲得碳納米管金屬粉末的混合體。然而，碳納米管通過機(jī)械球磨后，形態(tài)遭受到了嚴(yán)重破壞，從而在復(fù)合材料中以石墨片的形態(tài)存在，使得通過該方法制備的復(fù)合材料中碳納米管的含量低，從而該方法制備碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的產(chǎn)出率低。

發(fā)明內(nèi)容

確有必要提供一種碳納米管金屬粉末混合體及碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，通過該方法制備的碳納米管基金屬?gòu)?fù)合材料中的碳納米管分散均勻，碳納米管的形態(tài)不受破壞，碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的產(chǎn)出率高。

一種碳納米管金屬粉末混合體的制備方法，其包括以下步驟：提供碳納米管，并將該碳納米管分散到一溶劑中，得到均勻的懸濁液；提供金屬粉末，并將金屬粉末加入所述懸濁液中，攪拌后靜置，碳納米管與所述金屬粉末沉淀并形成均勻的碳納米管金屬混合體系，該碳納米管金屬混合體系與溶劑形成兩相分離界面；除去溶劑，獲得碳納米管金屬粉末的混合體。

一種碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟：提供碳納米管，并將該碳納米管分散到一溶劑中，得到均勻的懸濁液；提供金屬粉末，并將金屬粉末加入所述懸濁液中，攪拌后靜置，碳納米管與所述金屬粉末沉淀并形成均勻的碳納米管金屬混合體系，該碳納米管金屬混合體系與溶劑形成兩相分離界面；除去溶劑，獲得碳納米管金屬粉末的混合體；以及熱壓上述碳納米管金屬粉末的混合體，形成碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料。

一種碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟：提供碳納米管，并將該碳納米管分散到一溶劑中，得到均勻的懸濁液；提供金屬粉末，并將金屬粉末加入所述懸濁液中，攪拌后靜置，碳納米管與所述金屬粉末沉淀并形成均勻的碳納米管金屬混合體系，該碳納米管金屬混合體系與溶劑形成兩相分離界面；除去溶劑，獲得碳納米管金屬粉末的混合體；在保護(hù)氣體保護(hù)下，加熱上述碳納米管金屬粉末的混合體，形成一半固態(tài)漿料；對(duì)上述的半固態(tài)漿料施加電磁攪拌，以使碳納米管在半固態(tài)漿料中均勻分散；以及將上述均勻分散有碳納米管的半固態(tài)漿料注射進(jìn)一壓鑄模具中，冷卻后，得到一碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述的碳納米管金屬粉末混合體及碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，通過在碳納米管的均勻懸濁液中加入金屬粉末，攪拌靜置后，得到一具有碳納米管金屬粉末均勻混合體系與溶劑的兩相分離界面的混合液的方法使得碳納米管均勻分散于金屬粉末中，具有較好的分散效果。將上述碳納米管金屬粉末混合體進(jìn)一步制備成碳納米米管金屬?gòu)?fù)合材料的方法，不需要對(duì)碳納米管進(jìn)行任何物理或化學(xué)處理，碳納米管以完整的形態(tài)均勻分散于碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料中，該方法具有較高的產(chǎn)出率。該方法僅僅通過簡(jiǎn)單的操作就可以使得碳納米管與金屬顆粒均勻的混合，可以大大的降低碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備成本，提高效率，具有工藝簡(jiǎn)單，成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法的工藝流程圖。

圖3是發(fā)明實(shí)施例所獲得的碳納米管金屬粉末的混合體的掃描電鏡照片。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例采用熱壓法制備碳納米管金屬?gòu)?fù)合材料的裝置示意圖。

主要元件符號(hào)說(shuō)明

碳納米管????????????????????10

金屬粉末????????????????????12

溶劑????????????????????????20

碳納米管金屬粉末的混合體????30

兩相分離界面????????????????40

容器????????????????????????100

熱壓機(jī)??????????????????????200

上壓板??????????????????????210