[发明专利]一种碳纳米管增强金属基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管增强金属基复合材料的制备方法，是通过以下技术方案实现的，其步骤别为：(1)碳纳米管与金属颗粒混合物的压实；(2)碳纳米管与金属颗粒混合物块体的挤压；(3)碳纳米管增强金属基复合材料的制备；具体如下：

(1)碳纳米管与金属颗粒混合物的压实

称取碳纳米管与金属颗粒混合均匀，将其在金属模具中压实成块状，获得碳纳米管与金属颗粒的混合物块体；

(2)碳纳米管与金属颗粒混合物块体的挤压

将步骤(1)中得到的碳纳米管与金属颗粒混合物块体放入挤压模具中，将模具预热至设定温度后，以设定的挤压比将上述混合物块体挤压成棒材，获得碳纳米管与金属颗粒混合物前躯体棒材；

(3)碳纳米管增强金属基复合材料的制备

将纯金属或合金置入坩埚中熔化至液态，将步骤(2)中得到的前躯体棒材预热并加入上述合金熔体中，对合金熔体施加搅拌，待前驱体棒材的金属完全熔于合金熔体后，将合金熔体加热至一定温度，除去熔体表层浮渣后浇铸于金属型模具或砂型模具中，获得碳纳米管增强金属基复合材料；整个熔炼过程，采用N₂+SF₆的混合保护气体保护。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或两种碳纳米管任意比例的组合，且碳纳米管的纯度大于99.0wt.％；

金属颗粒为粒径为50～300目的纯镁、纯铝颗粒，纯镁颗粒中镁元素含量大于99.0wt.％，纯铝颗粒中铝元素含量大于99.0wt.％。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)中碳纳米管在混合物块体中的含量为0.1～5.0wt.％。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)热挤压模具的预热温度为250～350℃，挤压比为10～25。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)的工艺条件为：将纯金属或合金置入坩埚中熔化至液态，待合金熔体加热至过热度为10～100℃时，添加预热的前躯体棒材；

前躯体棒材预热温度100～300℃；

待前驱体棒材的金属完全熔于合金熔体后，浇铸时合金熔体的过热度为50～150℃。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)的工艺条件为：对合金熔体施加搅拌时，采用机械搅拌，转速为300～1500rpm，搅拌时间为5～30min。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)的金属或合金为：纯镁、镁合金、纯铝或铝合金中的一种。

8.按照权利要求7的方法，其特征在于，所述纯镁中镁元素含量大于99.0wt.％；所述的镁合金为Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg–Mn系或Mg-RE系镁合金；所述的纯铝中铝元素含量大于99.0wt.％；所述的铝合金为Al-Cu系、Al-Mn系、Al-Si系、Al-Mg系、Al-Zn系或Al-RE系铝合金。

9.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)碳纳米管在碳纳米管增强金属基复合材料中的含量为0.01～2.0wt.％。

10.按照权利要求1-9的任一方法制备得到的碳纳米管增强金属基复合材料。