[发明专利]一种高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料，所述的碳纳米管均匀分布在铝合金基体中，其特征在于：所述碳纳米管的外表面包覆扩散层，所述扩散层自碳纳米管的外表面向铝合金基体延伸，所述扩散层具有与铝合金基体不同的微观结构且与铝合金基体间具有一微观界面，所述高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的阻尼因子为0.005-0.011。

2.根据权利要求1所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料，其特征在于：所述扩散层的厚度为碳纳米管直径的0.1-4倍；优选的所述扩散层的厚度为碳纳米管直径的0.1-2倍。

3.根据权利要求1或2所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料，其特征在于：所述碳纳米管的直径为5-50nm，长度为1-20μm；优选的，所述碳纳米管的直径为10-40nm，长度为5-20μm；更优选的，所述碳纳米管的直径为20-30nm，长度为10-15μm。

4.根据权利要求3所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料，其特征在于：所述高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料中碳纳米管的体积含量为0.5-10％；优选高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料中碳纳米管的体积含量为2-8％；更优选高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料中碳纳米管的体积含量为3-5％。

5.根据权利要求1所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料，其特征在于：所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的拉伸强度为410-418MPa，延伸率为13-15％。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将碳纳米管与铝合金粉末混合均匀后压制成坯；

(2)将坯加入到烧结炉中，在真空环境中0.9-0.99Tm条件下保温10-45min；

(3)真空环境中保温结束后，向烧结炉中通入氩气，使氩气气体压力为0.1MPa，并将烧结炉温度降至0.8-0.85Tm，继续保温120-300min，冷却后获得具有扩散层的碳纳米管/铝合金烧结坯；

(4)将碳纳米管/铝合金烧结坯经挤压变形加工制备碳纳米管/铝合金型材；

(5)将碳纳米管/铝合金型材经0.7-0.85Tm温度条件下热处理60-480min获得碳纳米管/铝合金复合材料。

其中，所述Tm为所述铝合金粉末的熔点温度。

7.根据权利要求6所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于： 所述铝合金粉末为片状粉末，所述铝合金粉末的厚度为0.1-2μm，片径为5-500μm，径厚比大于10。

8.根据权利要求6所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中烧结炉的升温速率为2-5℃/min，升温至0.99Tm后保温5-20min，然后以5-15℃/min的速率降温至0.90-0.95Tm，继续保温5-25min。

9.根据权利要求8所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中烧结炉升温至0.99Tm后保温5-20min，然后以5-15℃/min的速率降温至0.90Tm，然后以2-5℃/min的速率升温至0.95继续保温5-25min。

10.根据权利要求6所述的高阻尼碳纳米管/铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)向烧结炉中通入氩气并将烧结炉温度以5-15℃/min的降温速率降至0.8-0.85Tm，继续保温120-300min，以5-15℃/min的降温速率冷却至0.6-0.7Tm后以2-5℃/min的降温速率冷却至室温，获得具有扩散层的碳纳米管/铝合金烧结坯。