[發明專利]納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610974844.5
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106830965B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 雷君;陳培
• 申請（專利權）人: 富耐克超硬材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/80;C04B35/645;C22C26/00;C22C32/00;C22C38/00
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 黃軍委

1.一種納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其制備步驟包括：在超聲波的作用下，先將納米碳材料分散到分散溶液中，得到前軀體溶液；然后在超聲波和機械攪拌的共同作用下，再將超硬材料微粉分散在所述前軀體溶液中制得納米粉體混合液；最后將所述納米粉體混合液干燥處理制得復合粉體；其中，所述分散溶液為無水乙醇或去離子水；將所述復合粉體置于石墨模具中，以80℃/min～100℃/min的升溫速率在1150℃～1350℃的燒結溫度和30MPa～100MPa的燒結壓力下進行放電等離子燒結5 min～30 min，自然冷卻制得納米碳材料增強超硬材料基復合材料；所述超硬材料微粉為納米金剛石或納米立方氮化硼，且粒度為8 nm～60 nm；所述納米碳材料為多壁碳納米管或石墨烯。

2.根據權利要求1所述的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其特征在于，當所述納米碳材料為多壁碳納米管時，制得所述復合粉體的步驟還包括：對所述納米粉體混合液先進行球磨混合8 h～10 h，再進行真空干燥處理，從而得到所述復合粉體，其中在所述復合粉體中所述多壁碳納米管的質量分數大于0%小于等于5%。

3.根據權利要求1所述的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其特征在于，當所述納米碳材料為石墨烯時，在制得所述復合粉體的步驟中，控制所述復合粉體中所述石墨烯的質量分數大于5%小于等于15%；且在對所述復合粉體進行放電等離子體燒結處理時，燒結處理的燒結溫度為1200℃～1350℃。

4.根據權利要求3所述的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其特征在于，所述石墨烯的層數為1層～10層、厚度為0.55 nm～3.74 nm。

5.根據權利要求2所述的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其特征在于，當所述納米碳材料為多壁碳納米管時，對所述復合粉體進行放電等離子體燒結的燒結溫度為1150℃～1300℃。

6.根據權利要求5所述的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的制備方法，其特征在于，所述多壁碳納米管直徑為10 nm～60 nm、長度為5 微米～100 微米。

7.一種如權利要求1至6任一項所述的制備方法獲得的納米碳材料增強超硬材料基復合材料的應用，其特征在于，它作為增強體與硬質合金復合，應用于超硬切削和磨削工具中。