[发明专利]一种泡沫金属复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为包括以下步骤：

1）预处理：

采用线切割机将金属锭切割成厚度、形状相同的金属片，作为金属基体，所述的厚度为5～12mm；

2）球磨：

将碳纳米管和第一步预处理金属成分相同的金属粉混合，然后在行星式球磨机上球磨0.5～6h，得到混合粉末；

其中，球料质量比为5∶1～20∶1；质量比碳纳米管∶金属粉=1∶5～20；

3）熔炼：

采用控制柜将电阻炉升温至步骤1）中金属熔点以上20～100℃，将熔炼坩埚在电阻炉内预热3～10min，然后提出坩埚，并在坩埚内壁喷涂脱模剂；随后，在底部加入一片金属片，再均匀加入一层混合粉末，继续加入一片金属片，再加入一层混合粉末，如此一片金属片，一层混合粉末循环添加，最上部是金属片；然后将坩埚放入电阻炉熔炼，待金属片完全熔化并保温5～30min；

其中，碳纳米管的添加总量为金属基体质量分数的0.5%～6%，并且每一层的混合粉末质量相同；

4）增粘：

采用控制柜将搅拌桨放入距离坩埚底部1～10mm处，预热3～15min，然后在坩埚内添加增粘剂同时以200～800r/min的速度搅拌4～15min；

所述的增粘剂为金属钙颗粒、陶瓷颗粒或氧化物颗粒；添加量为金属基体质量的0.5%～5%；所述的氧化物为Al₂O₃；

5）发泡：

在坩埚内添加发泡剂，同时以800～1500r/min的速度搅拌10～120s，随后采用控制柜提出搅拌桨，并将混合物在电阻炉内保温30～200s；

所述的发泡剂为氢化钛粉末或碳酸钙粉末，添加量为金属基体质量分数的0.4%～3%；

6）冷却：

将坩埚取出并冷却，获得含碳纳米管的泡沫金属复合材料。

2.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤2）中球磨过程，采用的研磨球直径为3～10mm，球磨速度为100～500r/min。

3.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤6）中冷却过程为空冷、风冷或水冷。

4.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述碳纳米管为单壁、多壁碳纳米管或金属包覆碳纳米管。

5.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述步骤1）中的金属为铝、镁或锌。

6.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的脱模剂为氧化锆溶液，浓度为每100ml水含10g氧化锆，喷涂量为每1平方米坩埚内壁喷涂500～900ml氧化锆溶液。

7.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤3）、4）和5）中是在保护气体氛围内进行，所述的保护气体为氮气、氩气或六氟化硫和二氧化碳的混合气体。

8.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤1）中的金属片的形状优选为圆形，金属片直径小于坩埚直径1～5mm。