[發明專利]一種超細碳粉的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910034512.2
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109702211B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 肖鵬;方華嬋
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/00;B22F1/02;C22C47/02;C22C47/14;C22C49/14;C22C101/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種超細碳粉，其特征在于：所述超細碳粉為在金屬粉末輔助下由脫膠碳纖維經機械力破碎獲得的軟質超細碳粉、硬質超細碳粉、鑲嵌于金屬粉末內部的超細碳粉；所述金屬粉末非硬質合金粉末。

2.根據權利要求1所述的一種超細碳粉，其特征在于：所述硬質超細碳粉的截面成多邊形；所述多邊形的邊數大于等于4，所述硬質超細碳粉的粒徑為1～3μm。

3.根據權利要求1所述的一種超細碳粉，其特征在于：所述金屬粉末為軟性金屬粉末，所述軟性金屬選自銀、鋁、銅、鈦、鐵、錳、鈷、鎳、鉻中的至少一種。

4.制備如權利要求1～3任一項所述的一種超細碳粉的方法，其特征在于，包括下述步驟：

將脫膠短碳纖維、軟性金屬粉末進行球磨獲得混合粉、混合粉分離即得軟質超細碳粉、硬質超細碳粉、鑲嵌于金屬粉末內部的超細碳粉；

所述球磨的轉速為220～350r/min；球磨的時間≥6h；

所述脫膠短纖維與軟性金屬粉末的質量之和與球磨球的質量比為1:5～8；

所述軟性金屬粉末與脫膠短碳纖維的體積比為2～19:1～3。

5.根據權利要求4所述的一種超細碳粉的制備方法，其特征在于，

所述脫膠短碳纖維的直徑為6～8μm、長度1～4mm；

所述軟性金屬的粒徑為30～250μm。

6.根據權利要求4所述的一種超細碳粉的制備方法，其特征在于，

所述球磨的轉速為250～300r/min；所述球磨的時間為6～14h；

所述球磨球選自不銹鋼球、硬質合金球和鎢合金球中的至少一種；

所述球磨球的直徑為3mm～10mm。

7.根據權利要求4所述的一種超細碳粉的制備方法，其特征在于，

所述分離的過程包括如下步驟：

1)將混合粉過400～600目篩，獲得篩上物A及篩下物B，所得篩下物B為一級軟質超細碳粉；所述一級軟質超細碳粉的粒徑為1～3μm；

2)將步驟1所得篩上物A加入酒精中獲得混合液，超聲處理10min～30min，將混合液真空干燥，獲得干燥粉體M，將干燥粉體M過400～600目篩，獲得篩上物C及篩下物D，所述篩下物D為二級軟質超細碳粉；所述二級軟質超細碳粉的粒徑為1～3μm；

3)將步驟2所得篩上物C在真空條件下于150～300℃熱處理30～60min后，再置于液氮中保溫處理5～10min，將處理后的篩上物C加入酒精中獲得漿液，超聲處理10～30min，將漿液真空干燥后，獲得干燥粉體N，將干燥粉體N過400～600目篩，獲得篩上物E及篩下物F，所得篩下物F為硬質超細碳粉，篩上物E為鑲嵌于金屬粉末內部的超細碳粉，所述鑲嵌于金屬粉末內部的超細碳粉的粒徑為1～3μm。

8.根據權利要求4所述的一種超細碳粉的制備方法，其特征在于，所述脫膠短碳纖維的制備方法為：將短碳纖維束在真空或保護氣氛下，于650～800℃保溫20～90min即獲得脫膠短碳纖維。

9.根據權利要求4～8任一項所述的一種超細碳粉的制備方法，其特征在于，將軟質超細碳粉退火處理，獲得超細石墨粉；所述退火的溫度為650～1000℃，退火的時間為5～30min。

10.根據權利要求1～3任意一項所述超細碳粉的應用，其特征在于：將所述鑲嵌于金屬粉末內部的超細碳粉應用于制備碳顆粒增強金屬基復合材料。