[发明专利]一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，是针对铝合金力学性能低的情况，在铝合金熔液中掺杂碳纳米管，碳纳米管经酸化处理、敏化处理、活化处理、表面镀镍处理、与铝合金液有机结合在一起，提高了铝合金的力学性能，本制备方法工艺先进，数据精确翔实，硬度为90HV，抗拉强度达300MPa，是先进的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，属于有色金属基复合材料制备及应用的技术领域。

背景技术

铝基复合材料是在金属铝基体上，添加增强相，制备出具有金属铝基体的塑韧性又兼备增强相的高强度、高耐磨性、高导热性的一种复合材料。

近年来，随着轨道交通和航空航天行业向轻质化方向发展，对铝合金及铝基复合材料的需求量越来越大。

常见的铝基复合材料有：碳化硅铝基复合材料、石墨烯铝基复合材料、碳纳米管铝基复合材料等；其中，碳纳米管铝基复合材料是将碳纳米管颗粒作为增强颗粒，弥散分布在铝基复合材料中，起到强化作用的一种铝基复合材料。

制备碳纳米管增强铝基复合材料的工艺方法主要有固相法(粉末冶金法)和液相法(搅拌铸造、挤压铸造)；其中粉末冶金法是将基体粉末和增强相粉末混合均匀，然后烧结成型的一种方法；该方法操作流程长，工艺较复杂，产品尺寸有限制，制备成本高，不利于较大尺寸铝基复合材料的工业应用；搅拌铸造法是在熔融的金属熔体或者半固态金属熔体中一边搅拌一边加入增强颗粒，通过搅拌使增强颗粒均匀分布在基体熔体中，随后凝固，得到复合材料，该方法操作简单，铸件尺寸也相对较大，更利于实现大尺寸的铝基复合材料，这一技术还处于科学研究中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，制备一种碳纳米管增强铝基复合材料，通过对碳纳米管的混酸处理、敏化处理、活化处理、镀金属处理，获得多壁碳纳米管，将多壁碳纳米管掺杂到铝合金熔体中，经熔炼、半固态轧制，制得碳纳米管增强铝基复合材料，以提高铝基复合材料的力学性能。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝合金、碳纳米管、无水乙醇、硫酸、硝酸、氯化亚锡、氯化钯、硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、氯化铵，其准备用量如下：以克、毫升为计量单位

铝合金：AZ31，6000g±0.1g

碳纳米管：C，15g±0.1g

无水乙醇：C₂H₅OH，1000mL±10mL

硫酸：H₂SO₄，600mL±0.1mL

硝酸：HNO₃，200mL±0.1mL

氯化亚锡：SnCl₂·2H₂O，100mL±0.1mL

氯化钯：PdCl₂，60mL±0.1mL

硫酸镍：NiSO₄·6H₂O，100mL±0.1mL

次亚磷酸钠：NaH₂PO₂·H₂O，100mL±0.1mL

柠檬酸钠：Na₃C₆H₅O₇·2H₂O，100mL±0.1mL

氯化铵：NH₄Cl，100mL±0.1mL