[發明專利]一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法及其應用

有效

• 申請號: 202010520221.7
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111676395B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 孫軍鵬
• 申請（專利權）人: 西安融烯科技新材料有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/02;C22C21/08;C22C1/05;C22C1/10;C22C32/00;C01B32/15
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

1.一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1:將石墨蠕蟲或納米碳粉體與有機溶劑裝入密閉水冷壓力反應釜中進行混合、分散，制得納米碳漿料；

所述步驟S1中石墨蠕蟲或納米碳粉體與有機溶劑的質量比為(1～25)：100；所述有機溶劑由甲基異丁酮、二甲基甲醇、三乙醇胺按照質量比(2～40)：(5～60)：(4～30)配制而成；

S2：在密閉熱水壓力反應釜中，將步驟S1得到的納米碳漿料中加入有機硅樹脂，攪拌混合均勻，制得納米碳復合漿料；

所述步驟S2中納米碳漿料與有機硅樹脂的質量比為100：(1～30)；所述有機硅樹脂由正硅酸乙酯、無水乙醇、二丁基二月桂酸按照質量比(1～40)：(2～40)：(3～30)配制而成；

S3：將納米碳復合漿料在真空狀態下干燥、燒結，制得納米碳復合粉；

S4：以鋁粉、碳化硅粉、硅粉、鎂粉、納米碳復合粉為原料粉體，分散于無水乙醇溶液中，混合并球磨成為片狀，制得鋁箔漿料；

所述鋁粉、碳化硅粉、硅粉、鎂粉、納米碳復合粉的質量比為100：(1～40)：(1～20)：(1～25)：(1～20)；

S5：將鋁箔漿料過濾，回收溶劑，真空干燥，制得低熱膨脹率鋁合金復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述步驟S1中的石墨蠕蟲的比表面積大于40m²/g；所述石墨蠕蟲由可膨脹石墨加熱至400～1100℃膨脹后得到；所述可膨脹石墨的膨脹倍數大于200；所述混合、分散的剪切速度≥9000轉/秒。

3.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述步驟S1中的納米碳漿料的平均粒徑小于40μm。

4.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述步驟S3中，納米碳復合漿料的燒結溫度為200℃～700℃，時間為1h ～10h 。

5.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，步驟S4中，所述鋁粉、碳化硅粉、硅粉、鎂粉和納米碳復合粉原料粉體與無水乙醇溶液的質量比為(10～40)：100；所述鋁粉的直徑為30～100μm。

6.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述步驟S4中采用攪拌球磨機將粉體復合球磨成為片狀；研磨介質為氧化鋯珠，所述氧化鋯珠的直徑為5～30mm，所述攪拌球磨機的轉速為20～800rpm，攪拌溫度控制在20～35℃，攪拌時間為1～40h；所述鋁粉、碳化硅粉、硅粉、鎂粉、納米碳復合粉原料粉體與氧化鋯珠的質量比為(1～40)：100。

7.根據權利要求1所述的一種制備低熱膨脹率鋁合金復合材料的方法，其特征在于，所述步驟S4中鋁箔漿料的比表面積大于5m²/g。

8.一種如權利要求1-7任一所述的方法制得的低熱膨脹率鋁合金復合材料在鑄造領域中的應用。