[發明專利]一種表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911147277.6
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110669956A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 吳思昕
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/00;C22C32/00;B22F9/04
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 李泉宏

1.一種表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，具體步驟如下：

1)將碳納米管放在濃硫酸和濃硝酸的混合溶液中進行酸化處置5h，然后加入去離子水稀釋至中性后進行離心處理，而后將酸化處理后的碳納米管烘干備用；混合溶液中濃硫酸與濃硝酸的體積配比為(1～4)：1，濃硫酸的質量分數是98％，濃硝酸的質量分數是68％；

2)將5g硝酸鋁、1g酸化處理后的碳納米管放入50mL無水乙醇和丙酮的混合溶液中進行超聲預分散處置，得到硝酸鋁以及碳納米管混合懸濁液；無水乙醇和丙酮混合溶液中二者的體積比為1：(1～5)；

3)將步驟2)得到的懸濁液放入水熱反應釜中進行水熱反應并放入反應爐中，先在120℃條件下保溫2h，再升溫至140℃保溫時間為10h，反應結束后風冷至室溫，而后用去離子水洗凈再烘干；

4)將步驟3)得到的產物與200g粒徑大小在10-200μm之間的球形鋁粉混合并加入到盛有異丙醇的燒杯中，待鋁粉完全浸沒在溶液中時放入溫水浴中進行超聲分散處理，與此同時采用機械攪拌方式對溶液進行攪拌，攪拌后過濾得到涂覆有氧化鋁的碳納米管與鋁粉的混合濕粉；溫水浴溫度控制在30～70℃之間，超聲處理時間控制在40～80min之間，處理功率為500～1500W；機械攪拌時間控制在15～60min，機械攪拌轉速在100～3000rpm范圍內。

5)將步驟4)得到的碳納米管與鋁粉的混合濕粉放入球磨機中加入濕磨溶劑進行濕磨，另外加入濕磨控制劑控制反應過程，得到混合漿料；濕磨過程中采用瑪瑙球為磨料，在濕磨過程中球磨時間為20～80min，球料比為(1～4)：1，球磨轉速150r/min；

6)將步驟5)所得漿料進行真空干燥處理，得到涂覆帶有氧化鋁的碳納米管與純鋁的混合粉末；

7)將步驟6)所得混合粉末再次放入球磨機中進行干磨處理，得到表面涂有氧化鋁的碳納米管與純鋁的復合粉末；在干磨過程中球磨時間為1～12h，球料比為(3～8)：1，球磨轉速為250r/min；

8)將步驟7)得到的涂覆氧化鋁的碳納米管與純鋁的復合粉末進行冷壓和燒結處理，得到預制塊；而后再經熱軋獲得高強度鋁基復合材料板材。

2.根據權利要求1所述的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳納米管具有單壁或多壁結構或兩種結構不同組分的混合，其直徑應小于100nm，而軸向長度應滿足大于10μm。

3.根據權利要求2所述的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳納米管為外徑尺寸50nm、長度尺寸20μm的碳納米管。

4.根據權利要求1所述的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，濕磨溶劑為乙醇，濕磨控制劑為鈦酸酯。

5.根據權利要求1所述的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述球形鋁粉中鋁含量應大于99.0wt.％。

6.根據權利要求1所述的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟8)燒結的溫度為530℃。

7.一種通過權利要1～6任意一項所述表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料的制備方法制備得到的表面涂覆氧化鋁的碳納米管增強鋁基復合材料板材。