[發(fā)明專利]鋁系復(fù)合材料、使用該鋁系復(fù)合材料的電線以及鋁系復(fù)合材料的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811219231.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109694970B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大塚泰史;吉永聰
• 申請（專利權(quán)）人: 矢崎總業(yè)株式會社
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C26/00;C22C1/05;C22C1/10;H01B1/02
• 代理公司: 北京奉思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11464
• 代理人: 張潤華;石巍

一種包含鋁母相和分散體的鋁系復(fù)合材料，該分散體分散在所述鋁母相中并且形成為使得部分或者全部添加物與該鋁母相中的鋁反應(yīng)，所述分散體的平均粒徑為20nm以下，所述分散體的含量以碳量計為0.25質(zhì)量％以上且0.72質(zhì)量％以下，并且互相鄰近的所述分散體之間的間隔210nm以下。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請基于2017年10月20日提交的日本專利申請No.2017-203551并要求其優(yōu)先權(quán)，該專利的全文通過引用并入本申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁系復(fù)合材料、使用該鋁系復(fù)合材料的電線以及鋁系復(fù)合材料的制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有高強(qiáng)度和良好導(dǎo)電率的鋁系復(fù)合材料、使用該鋁系復(fù)合材料的電線以及該鋁系復(fù)合材料的制造方法。

背景技術(shù)

已經(jīng)主要使用銅作為汽車用線束中使用的電線等的導(dǎo)體材料，不過作為導(dǎo)體減重的要求的結(jié)果鋁也已經(jīng)引起了注意。然而，雖然鋁是輕量的，但是仍然存在與銅相比強(qiáng)度和導(dǎo)電率低的問題。因此，已經(jīng)研究了通過結(jié)合鋁和其他材料而提高強(qiáng)度和導(dǎo)電率的方法。

日本專利No.5296438描述了一種鋁碳材料復(fù)合體的制造方法，包括在酸性溶液中用超聲波處理碳材料的過程和將獲得的碳材料與鋁混合的過程。

此外，日本專利No.5296438中的鋁碳材料復(fù)合體的制造方法描述了包括通過在惰性氣體環(huán)境下球磨獲得的混合物而將碳材料包封在鋁中的過程。隨后，在日本專利No.5296438中，描述了將碳納米管用作碳材料，并且為了使碳納米管功能化而使用硝酸處理碳納米管。

發(fā)明內(nèi)容

然而，在日本專利No.5296438中，目標(biāo)是在不破壞碳納米管的結(jié)構(gòu)的情況下維持碳納米管的結(jié)晶度，并且存在碳納米管不能微細(xì)地分散的可能性。此外，在日本專利No.5296438中，碳納米管的添加量高達(dá)5重量％，并且存在碳納米管聚集在鋁中的可能性。因此，即使添加碳納米管，也存在鋁碳材料復(fù)合體的強(qiáng)度不夠強(qiáng)并且導(dǎo)電率降低的可能性。

已經(jīng)鑒于這樣的傳統(tǒng)技術(shù)的問題做出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種具有高強(qiáng)度和良好導(dǎo)電率的鋁系復(fù)合材料、使用該鋁系復(fù)合材料的電線以及該鋁系復(fù)合材料的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的鋁系復(fù)合材料包含鋁母相和分散體，分散體在鋁母相中分散并且形成為使得部分或者全部添加物與鋁母相中的鋁反應(yīng)，所述分散體的平均粒徑為20nm以下，所述分散體的含量以碳量計為0.25質(zhì)量％以上且0.72質(zhì)量％以下，并且互相鄰近的所述分散體之間的間隔210nm以下。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的鋁系復(fù)合材料涉及根據(jù)第一方面的鋁系復(fù)合材料，其中所述添加物為選自由碳納米管、碳納米角、碳黑、碳化硼、和氮化硼組成的組中的至少一者。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面的電線包括根據(jù)第一或者第二方面的鋁系復(fù)合材料。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面的鋁系復(fù)合材料的制造方法是根據(jù)第一或者第二方面的鋁系復(fù)合材料的制造方法，并且包括：將純度99質(zhì)量％以上的鋁粉末與所述添加物混合以獲得互相鄰近的所述添加物之間的間隔為300nm以下的這樣的混合粉末，通過壓實所述混合粉末而制備生壓坯，并且在600至660℃的溫度下加熱所述生壓坯以使部分或者全部的所述添加物與所述鋁粉末中的鋁反應(yīng)，以在所述鋁母相內(nèi)部分散由碳化鋁形成的分散體。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有高強(qiáng)度和良好導(dǎo)電率的鋁系復(fù)合材料、使用該鋁系復(fù)合材料的電線以及該鋁系復(fù)合材料的制造方法。

附圖說明

圖1是示出碳納米管的添加量和通過添加碳納米管的鋁系復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的增強(qiáng)量之間的關(guān)系的圖表；

圖2是示出對通過熔融加工形成的純鋁的拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)的貢獻(xiàn)的柱狀圖；

圖3是根據(jù)本實施例的鋁系復(fù)合材料中碳納米管含量(以碳量計)和導(dǎo)電率之間的關(guān)系的圖表；