[發明專利]一種碳納米管增強鋅基復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710425381.1
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107245596A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 劉洋;耿聰;劉越;尹忠義
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1. 一種碳納米管增強鋅基復合材料的制備方法，其特征在于，它是通過下列方法制備得到：

1）制備（碳納米管+鋁）混合增強體

采用混粉處理將碳納米管、鋁粉和過程控制劑充分混合，使碳納米管均勻分布在鋁粉內部，然后通過球磨處理使碳納米管和鋁粉的充分嵌合，得到（碳納米管+鋁）混合增強體，按重量百分比計，所述（碳納米管+鋁）混合增強體中各組分的含量分別為：碳納米管0.01～10%、鋁粉0.1～5%，過程控制劑0.1～5%；

2）制備（碳納米管+鋁）/鋅基復合粉體

將（碳納米管+鋁）混合增強體與純鋅粉或鋅合金粉進行球磨處理，得到（碳納米管+鋁）/鋅基復合粉體；

3）制備碳納米管增強鋅基復合材料

將（碳納米管+鋁）/鋅基混合粉體依次經燒結成型和熱擠壓成型工序，得到碳納米管增強鋅基復合材料。

2.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟1）中，所述過程控制劑為硬脂酸、液體石蠟、油酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種或其組合。

3.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟1）中，所述碳納米管管徑為10～100nm，鋁粉粒徑為1～100μm。

4.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟1）中，所述混粉處理轉速為100～500rpm，時間為30～120min。

5.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟1）中，所述球磨處理的轉速為100～500rpm，球料比為（10～40）：1，球磨時間為60～360min。

6.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟2）中，所述純鋅粉或鋅合金粉粒徑為20～300μm，選自純Zn、Zn-Al、Zn-Mg和Zn-Cu系中的任意一種；球磨處理的轉速為100～500rpm，球磨時間為30～300min。

7.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟3）中，所述燒結成型工序采用冷壓成型或真空熱壓燒結成型。

8.根據權利要求7所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：所述冷壓成型是將（碳納米管+鋁）/鋅基復合粉體裝入粉末冶金模具內，在500～1000MPa的壓制壓力下保壓1～30min；將壓制后的坯料放入具有惰性氣體保護的加熱設備中進行燒結，燒結溫度為350～600℃，燒結時間為30～300min；將燒結后的坯料裝入熱壓模具內，一起放入具有惰性氣體保護的加熱設備中預熱到80～400℃后取出，并在500～1000MPa的壓制壓力下保壓0.5～30min后壓制成型。

9.根據權利要求7所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：所述真空熱壓燒結成型的條件為：真空度為10^-1Pa～10^-5Pa，壓制壓力為50～450MPa，燒結溫度為350℃～600℃，燒結時間為1h～12h。

10.根據權利要求1所述的碳納米管增強鋅基復合材料，其特征在于：步驟3）中，所述熱擠壓成型工序是在惰性氣體保護條件下進行，先預熱后熱擠壓成型，預熱溫度為100～350℃，擠壓比為5～50：1，擠壓速度為2～8mm/s。