[发明专利]均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，属于铝基复合材料的制备技术。该方法包括以下过程：由镍盐与铝粉以浸渍法制备催化剂前躯体粉末；前躯体粉末经煅烧、氢气还原或前躯体粉末直接经氢气还原制备Ni/Al催化剂；Ni/Al催化剂在管式炉中与通入的碳源气和载气的混合气进行催化裂解反应，制备碳纳米管和铝复合粉末；碳纳米管和铝复合粉末经冷压、烧结和热挤压制得均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料块体。本发明优点，制备工艺简单稳定，具有推广应用性，所得到碳纳米管在铝粉表面分散均匀，与基体界面结合良好，提高了铝基复合材料的性能。

主权项

一种均匀分散的碳纳米铝基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：1)浸渍法制备催化剂前躯体：将四水合醋酸镍或六水合硝酸镍与铝粉按质量比0.004～0.6∶1加入无水乙醇中，其中，无水乙醇的质量用量为铝粉质量4～50倍，然后在温度20～70℃下搅拌，直至无水乙醇完全挥发掉，随后在室温下自然干燥或者在60～120℃烘干，得到前躯体粉末；2)制备Ni/Al催化剂：(1)将步骤1)制得的前躯体粉末铺摊在石英舟中，石英舟置于管式炉恒温区，在氩气或氮气保护下于温度300～500℃煅烧0.5～3小时后，以流速25～250mL/min通入氢气在温度400～600℃还原1～4小时制得Ni/Al催化剂；(2)或者将骤1)制得的前躯体粉末铺摊在石英舟中，石英舟置于管式炉恒温区，以流速25～250mL/min通入氢气在温度250～600℃直接还原1～4小时制得Ni/Al催化剂；3)制备碳纳米管和铝复合粉末：将步骤2)制得的Ni/Al催化剂置于管式炉中，在氩气或者氮气的保护下，将管式炉炉温调整为400～650℃，以流速为50～800mL/min向Ni/Al催化剂通入碳源气和载气的混合气进行0.1～5小时的催化裂解反应，其中碳源气为甲烷或者乙炔，载气为氩气、氮气、氢气、氢气+氩气和氢气+氮气之中的一种气体，碳源气与载气的体积比为1∶(1～15)，催化裂解反应后在氩气或氮气的氛围中管式炉冷却至室温，得到碳纳米管和铝的复合粉末4)制备碳纳米管增强铝基复合材料：在室温和压力300～800MPa下，将制得的碳纳米管和铝复合粉末压制成块体，然后将块体在400～700℃下烧结0.5～6小时，再在350～650℃下在10～25∶1的挤压比下热挤压制得均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料块体。