[發明專利]一種石墨晶須增強鋁基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210080138.8
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102586703A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 何新波;劉騫;劉婷婷;張昊明;任淑彬;吳茂;曲選輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C47/04
• 分類號: C22C47/04;C22C47/06;C22C47/08;C22C49/06;C22C49/14;C22C101/10;C22C121/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種制備高性能石墨晶須增強鋁基復合材料的方法，

其特征是使用長徑比為10-70的高導熱的石墨晶須作增強相，先在石墨晶須表面用化學鍍或真空微蒸發鍍的方法鍍覆一層銅或鈦，再將石墨晶須制成預制多孔坯體，最后采用熔滲工藝將熔融純鋁或鋁合金滲入多孔坯體中，制備出高性能的石墨晶須增強鋁基復合材料；石墨晶須表面鍍覆銅或鈦的厚度為0.1-1.5μm，復合材料中鍍覆晶須所占的體積百分比為35%-60%。

2.按照權利要求1所述的制備高性能石墨晶須增強鋁基復合材料的方法，其特征在于預制多孔坯體的制備是：將已鍍覆的石墨晶須、粘結劑石蠟和有機溶劑正庚烷按一定比例混合，攪拌均勻，放入烘箱80℃的烘箱中蒸干后研磨均勻；粘結劑石蠟的體積為石墨晶須體積的40-65%，粘結劑石蠟和有機溶劑正庚烷的比例為40-50g/L；混后的晶須和粘結劑采取模壓的方式在模具中壓制成形，在放入脫脂爐進行脫脂；脫脂具體工藝過程為：以5-10℃/min的速度從室溫升至350-450℃，保溫30-60min，再以10℃/min的速度升至550-650℃，保溫30-60min后隨爐冷卻，制成預制多孔坯體。

3.按照權利要求1所述的制備高性能石墨晶須增強鋁基復合材料的方法，其特征在于熔滲工藝是：采用真空壓力熔滲的方法，制備鋁基復合材料，將所制得的預制多孔坯體放入模具中，上面疊放一定比例的純鋁塊或鋁基合金，鋁基合金成分包括Al-Si-X系合金（X=Ti，Cu，Mg），鋁合金成分重量百分比為Si:X=8-12:0.5-4，其余部分用鋁填充，純鋁塊或鋁基合金與預制坯體的體積比為：40-65:60-35；將模具置于真空壓力爐內，抽真空至0.6-1Pa；加熱至600-800℃，保溫20-60min進行熔滲過程，壓力大小為0.5-3MPa；熔滲完成后，用壓頭保壓后隨爐冷卻，壓力大小為20-50MPa，保壓時間為10-40min。

4.按照權利要求1所述的制備高性能石墨晶須增強鋁基復合材料的方法，其特征在于化學鍍銅的工藝路線為：除油─粗化─敏化─活化─化學鍍，鍍液的組成：五水硫酸銅15g/L、質量分數為36%的甲醛溶液10ml/L、酒石酸鉀鈉14g/L、EDTA?19.5g/L?、氫氧化鈉14.5g/L?、二聯吡啶0.02g/L?、亞鐵氰化鉀0.01g/L；鍍銅工藝條件：鍍液pH為?12.0-12.5、?鍍覆溫度42-44℃、施鍍時間2-15min。

5.按照權利要求1所述的制備高性能石墨晶須增強鋁基復合材料的方法，其特征在于鍍鈦的工藝路線為：除油─混粉─真空微蒸發鍍；具體工藝為：將除油后的石墨晶須與三氯化鈦、氰化鈦粉末混合，置于鍍覆容器中，并一同裝入真空室中，石墨晶須：三氯化鈦：氰化鈦的比例為：100:1:8；真空室抽至真空度10^-3Pa，開始加熱，至650-850℃，真空室壓力升至1-10Pa，鍍覆0.5-5小時，在石墨晶須表面形成鈦層；再抽至高真空10^-3Pa，排除殘余的反應氣相，冷卻取出后過篩，獲得鍍層均勻的石墨晶須。