[发明专利]一种铝合金复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金材料领域，尤其涉及一种铝合金复合材料及其制备方法。 

背景技术

地壳中最多的金属是铝Al，其次才是铁，铝占整个地壳总重量的7.45%，差不多比铁多一倍。铝是银白色的轻金属（比重只有2.7）。纯净的铝很软，可以压成很薄的箔。纯铝的导电性很好，又轻盈，人们常用它来代替铜，制造电线，特别在远距离送电时，多用铝线来代替铜线，可以减少电线杆等设备。 

由于纯铝太软，人们通过加入少量的Cu、Mg、Mn等从而制成坚硬的铝合金，铝合金外表美观、轻盈而又不易锈蚀，因而有很广泛的用途。 

金属铝的电化当量高（2.98Ah/g），价格低廉，加工性能好，是一种理想的阳极材料。 

但由于纯铝在碱性电解液中的腐蚀速度过快，易产生大量的氢气，导致阳极的法拉第效率极低；同时铝表面所覆盖的氧化膜，致使铝阳极过电位升高，使得纯铝在碱性介质中实际工作电压较低，降低了阳极的电压效率。 

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题，提供了一种铝合金复合材料极其制备方法。 

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现： 

一种铝合金复合材料，由包含以下重量份的组分制成：

铝   89-93份，

铁    4-6份，

二氧化锰    3-6份，

镁      3-5份，

二氧化钛纤维    1-2份，

锡     1-1.5份，

碳化钨   0.5-1份，

氧化锌   0.05-1份，

石墨烯纳米片   0.05-0.1份。

所述组分还包括五氧化二钒0-0.5重量份。 

所述氧化锌为氧化锌纳米颗粒。 

所述氧化锌纳米颗粒的直径为8-12纳米。 

一种铝合金复合材料的制备方法，包括如下步骤： 

（1）称取铝89-93重量份、铁4-6重量份、二氧化锰3-6重量份、镁3-5重量份、氧化锌0.05-1重量份、石墨烯纳米片0.05-0.1重量份和五氧化二钒0-0.5重量份，在惰性气氛下加热到660-690℃，混合均匀；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的碳化钨0.5-1重量份，升温至1100-1200℃；

（3）将步骤2的产物，在惰性气氛下依次加入二氧化钛纤维1-2重量份、锡1-1.5重量份，在800℃下保温0.5-2小时，除渣、除气，得到铝合金复合材料。

所述二氧化钛纤维采用静电纺丝法制备。 

有益效果：

（1）本发明的铝合金复合材料，以铝为主要原料，同时添加了镁、铁、二氧化锰等组分，使铝易于合金化，电流效率也逐渐增加。

（2）本发明的铝合金复合材料， 电化学性能好，开路电位负，输出电流大、稳定工作电位高。 

（3）本发明的铝合金复合材料，其制备方法简单易于操作，成本低，适用于工业化生产。 

  

具体实施方式

以下详细说明本发明的实施方式。 

实施例1

（1）称取铝89kg、铁4kg、二氧化锰3kg、镁3kg、直径为8纳米氧化锌纳米颗粒0.05kg和石墨烯纳米片0.05kg，在惰性气氛下加热到660℃，混合均匀；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的碳化钨0.5kg，升温至1100℃；

（3）将步骤2的产物，在惰性气氛下依次加入采用静电纺丝法制备二氧化钛纤维2kg、锡1kg，在800℃下保温2小时，除渣、除气，得到铝合金复合材料。

制得铝合金复合材料的性能测试结果如表1所示。 

实施例2 

（1）称取铝93kg、铁5kg、二氧化锰6kg、镁5kg、直径为8纳米氧化锌纳米颗粒0.5kg、石墨烯纳米片0.1kg和五氧化二钒0.1kg，在惰性气氛下加热到690℃，混合均匀；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的碳化钨0.5kg，升温至1100℃；

（3）将步骤2的产物，在惰性气氛下依次加入采用静电纺丝法制备二氧化钛纤维2kg、锡1kg，在800℃下保温2小时，除渣、除气，得到铝合金复合材料。

制得铝合金复合材料的性能测试结果如表1所示。 

实施例3