[發明專利]定向碳納米管增強金屬基復合材料制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201310422144.1
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103484706A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李賀軍;梁軍浩;齊樂華;關俊濤;彭斌
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;B22D27/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種定向碳納米管增強金屬基復合材料制備裝置，其特征在于包括減壓閥（1）、第一電阻爐（2）、氣壓罐（3）、坩堝（4）、電磁攪拌器（5）、輸液管（6）、超聲振幅桿（7）、輸氣管（9）、凸模（10）、上墊塊（11）、第二電阻爐（12）、排氣管（13）、閥門（14）、線圈（15）、凹模桶（16）、成形模（17）和下墊塊（18）；坩堝（4）的底部設有電磁攪拌器（5），在坩堝口（8）置有超聲振幅桿（7），坩堝（4）通過安裝有減壓閥（1）的輸氣管（9）與氣壓罐（3）連通，并通過輸液管（6）與凹模桶（16）連通，通過安裝有閥門（14）的排氣管（13）進行排氣，坩堝（4）與凹模桶（16）外分別放置第一電阻爐（2）和第二電阻爐（12）進行加熱，在凹模桶（16）外的第二電阻爐（12）外放置線圈（15），凸模（10）和上墊塊（11）用來密封凹模桶（16）上部，成形模（17）和下墊塊（18）用來密封凹模桶（16）下部。

2.一種利用權利要求1所述定向碳納米管增強金屬基復合材料制備裝置制備定向碳納米管增強金屬基復合材料的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、將金屬原料和碳納米管用鋁箔包裹裝入坩堝（4）中，降下凸模（10）壓緊上墊塊（11），打開減壓閥（1）和閥門（14），將坩堝（4）與氣壓罐（3）連通，由輸氣管（9）通入保護氣體，保護氣體流經輸液管（6），最后由排氣管（13）排出；

步驟二、打開第一電阻爐（2），將坩堝（4）內金屬原料融化，打開第二電阻爐（12），預熱凹模桶（16）和成形模（17）；

步驟三、待金屬原料融化后，打開超聲波發生器，將超聲波振幅桿（7）置于液面下5～10mm處，超聲波功率為500～2000W，超聲頻率為10～100kHz，與此同時，打開電磁攪拌器5，頻率為2Hz～50Hz，工作電流為10A～1000A，保持20-30分鐘；

步驟四、取出超聲波振幅桿（7），將坩堝口（8）密封，在氣壓的作用下混合熔體被壓入凹模桶（16）中，向線圈（15）通入直流電，待熔體冷卻到材料的液固態溫度時，去掉上墊塊（11）和下墊塊（18），凸模（10）下行擠壓，實現碳納米管在金屬基體中的定向排列，得到定向碳納米管增強金屬基復合材料。