[發(fā)明專利]一種碳納米管及復合稀土多元增強鋁基復合材料的方法

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• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110331315A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 閆洪;李寧
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種碳納米管及復合稀土多元增強鋁基復合材料的方法，按照質量百分比配料：包覆氧化鈦的碳納米管0.5~5.5wt.%，復合稀土0.4~1.6wt.%，其余為鋁合金及其不可避免的雜質。以包覆氧化鈦的碳納米管、復合稀土粉和鋁合金粉作為原料，加入過程控制劑，在惰性氣體保護下進行球磨。球磨后獲得的混合粉放入真空爐內進行熱壓燒結，制得一預制塊。將預制塊進行熱擠壓成型處理，制得包覆氧化鈦的碳納米管和稀土多元增強的鋁合金復合材料。本發(fā)明工藝成本低，安全可靠，操作簡單。晶粒細化效果明顯,復合材料性能優(yōu)異。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬材料制備成形技術領域。

背景技術

近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現(xiàn)出來。而以碳納米管為代表的納米碳材料，因具有極高的強度和韌性，是發(fā)展高性能鎂基復合材料最具希望的增強體之一。但是，由于金屬材料的成型溫度高，制備工藝復雜，以及 CNT作為一種納米增強體，比表面積大。碳納米管之間較強的范德華力會導致其在復合材料基體中分散困難、團聚嚴重，所以制備 CNT 增強的金屬基復合材料難度很大。目前主要存在的問題是：1）改善碳納米管在鋁基體中的分散效果，并確保分散在基體中的CNTs結構比較完整；2）提高CNT/鋁基復合材料的界面結合強度。

在公開專利號為CN102424919A，名稱為：“碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法”中。首先采用球磨法實現(xiàn)碳納米管和鋁粉的混合，然后采用壓制燒結或者熱壓法進行致密化處理，最后通過熱擠壓成型得到碳納米管增強鋁基復合材料。

在公開專利號為CN103789564A，名稱為：“一種碳納米管增強鋁合金復合材料的粉末冶金制備方法”中。首先將碳納米管和球形純鋁粉進行球磨，制備復合粉末。然后經燒結、熱變形加工及熱處理實現(xiàn)合金化，最終得到碳納米管增強鋁基復合材料。

在公開專利號為CN103911566A，名稱為：“一種碳納米管增強鋁合金復合材料的粉末冶金制備方法”中。采用漿料混合法或者原位生長法預先制備碳納米管/純鋁的片狀復合粉末；再將片狀復合粉末與鋁合金粉末按照一定比例混合，最后經過致密化、燒結、熱變形加工及熱處理獲得碳納米管增強鋁合金復合材料。

在公開專利號為CN103924114A，名稱為：“一種超聲制備碳納米管增強鋁基復合材料的方法”中。首先制作鋁-碳納米管中間合金，將該中間合金加入到完全熔化的鋁合金中，同時施加超聲，促使增強相碳納米管均勻分散，最后澆鑄鑄件，得到碳納米管增強鋁基復合材料。

在公開專利號為CN104711496A，名稱為：“碳納米管增強鎂、鋁基復合材料及其制備方法”中。采用攪拌分散或球磨的方式將碳納米管與金屬顆粒進行混合，再對混合粉末進行熱壓制成金屬顆粒快，最后對顆粒塊進行擠壓制得碳納米管增強鎂、鋁基復合材料。

在公開專利號為CN105734459A，名稱為：“碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法”中。首先將碳納米管、鋁粉或鋁合金粉球磨制成復合粉體，再將復合粉體封裝于包套材料內，加熱至指定溫度燒結，經熱擠壓制成復合材料。

在公開專利號為CN105861961A，名稱為：“碳納米管增強鋁合金及其制備方法”中。在惰性氣體保護下，采用機械融合方法，將碳納米管均勻包覆在鋁合金顆粒表面，通過粉末冶金成型，得到碳納米管均勻分散其中的鋁合金坯，再經過熱變形加工處理，即得到碳納米管均勻分布的鋁合金復合材料。

在公開專利號為CN106119587A，名稱為：“一種有效添加碳納米管的鋁基復合材料的制備方法”中。將碳納米管、鋁粉和發(fā)泡劑按照一定的比例放入高能球磨機中混合均勻，冷卻，制得復合粉體，復合粉體放入真空熱壓爐中進行燒結致密化，知道復合坯錠，再對坯錠進行熔煉、澆鑄，制得產品碳納米管鋁基復合材料。

在公開專利號為CN106399872A，名稱為：“一種涂覆氧化鋁的晶須碳納米管鋁基復合材料半固態(tài)坯料的制備方法”中。將表面涂覆氧化鋁的碳納米管與鋁合金粉末進行球磨，球磨后加熱至固相線以下10~20℃，并進行超聲電磁力攪拌制得半固態(tài)坯料。