[发明专利]一种碳纳米管增强多层铝基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将铝基板置于碱液中浸泡处理，完成后用酸液冲洗铝基板，然后去除铝基板表面的残留液后对铝基板进行干燥，最后对得到的铝基板表面进行打磨预处理，备用；

用混合酸对碳纳米管进行酸化处理，然后将酸化后的碳纳米管制成碳纳米管悬浮液，备用；

(2)将步骤(1)的碳纳米管悬浮液置于步骤(1)打磨后的铝基板的表面，干燥后得到碳纳米管/铝单层复合板材；

(3)将步骤(2)获得的碳纳米管/铝单层复合板材交替堆垛，预压成形，然后进行真空烧结；

(4)将步骤(3)中真空烧结后的产品进行轧制处理，即得碳纳米管增强多层铝基复合材料；所述轧制处理的工艺参数为：在250～400℃进行热轧处理，轧制速度为0.05～0.2m/s，首道次压下量为30％，之后每道次压下量为10～15％，总压下量为80％；将热轧后的产品在常温下进行冷轧处理，道次压下量为5％；

步骤(1)中，所述碳纳米管悬浮液的制备方法为：将酸化后的碳纳米管置于分散剂中，然后超声，即得；所述分散剂为体积比为1:1～5的无水乙醇和丙酮的混合液；

步骤(2)中，当所述铝基板为非多孔铝基板时，步骤(2)具体为：将铝基板置于碳纳米管悬浮液中浸泡0.5～5h，保持温度为25～50℃，晾干后再次置于碳纳米管悬浮液中浸泡或将碳纳米管悬浮液淋喷至铝基板上，重复本步骤的前述操作1～5次，在铝基板表面获得悬浮液负载层，然后采用蒸发法进行干燥：将带有悬浮液负载层的铝基板在70～150℃+真空条件下干燥3～12h，以便于除去分散剂，即得碳纳米管/铝单层复合板材；

步骤(2)中，当所述铝基板为多孔铝基板时，步骤(2)具体为：将所述碳纳米管悬浮液滴加到步骤(1)打磨后的铝基板的表面，然后进行真空抽滤1～60min，控制真空抽滤过程中的压强为0.01～1MPa；重复本步骤的前述操作1～5次，即得碳纳米管/铝单层复合板材；

所述碳纳米管增强多层铝基复合材料，包括：铝基板和碳纳米管；所述碳纳米管铺设在铝基板的表面形成碳纳米管层，并与铝基板共同形成单层复合铝基板，若干层所述复合铝基板交替堆垛，使碳纳米管层与铝基板交错排列，形成碳纳米管增强的多层铝基复合材料，所述碳纳米管层和铝基板之间具有扩散层。

2.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述铝基板的厚度为0.1～2mm。

3.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的长度为10～30μm，管径为8～50nm。

4.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，

所述碳纳米管增强的多层铝基复合材料中，最下层和最上层均为铝基板。

5.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述多孔铝基板的孔隙率为10～40％，孔径大小为10～30μm。

6.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述酸液为硝酸溶液。

7.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合酸由浓硫酸和浓硝酸配制而成。

8.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳纳米管的酸化处理工艺为：将浓硫酸与浓硝酸按照体积比为1～4：1配置成混合酸，然后将该混合酸与碳纳米管混合进行酸化处理2～10h，完成后将混合液稀释成中性进行离心处理，即得酸化处理的碳纳米管。

9.如权利要求1所述的碳纳米管增强多层铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述预压成形压下量为5～15％。