[发明专利]一种碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料的制备方法

摘要

一种碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料的制备方法，它涉及一种微米与纳米纤维同时增强铝基复合材料的制备方法。本发明解决了现有的铝基复合材料的制作方法所制作得到的铝基复合材料性能差、界面结合差以及碳纳米管与晶须两种增强相很难均匀分布的问题。方法：一、将原料进行湿法混合；二、制作预制块；三、烘干；四、烧结；五、液态铝合金浇铸到放有预制块的模具中后施加压力，即制作得到碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料。本发明的制作方法中碳纳米管与晶须两种增强相分布均匀，本发明方法制作得到的铝基复合材料性能好，界面结合好。

主权项

一种碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、碳纳米管和硼酸铝晶须预处理后进行湿法混合，湿法混合温度为80～100℃，其中碳纳米管和硼酸铝晶须的重量比为2～5∶34～40；二、将步骤一的混合物倒入预制块压制模具中，然后在5～10分钟内向混合物单向加压至压力为3～5MPa，保压5～12小时即得到预制块；三、将预制块置于烘干箱中进行干燥，先在60℃条件干燥1.5～2.5小时，再将温度升至80℃干燥1.5～2.5小时，然后将温度升至95℃干燥0.5～1.5小时，再将温度升至120℃干燥11～13小时，最后在150℃条件下干燥7～9小时；四、将步骤三处理后的预制块置于700～900℃的真空炉中烧结0.8～1.5小时；五、将步骤四处理后的预制块放入到底部垫有石墨的模具中，然后将模具加热至500～570℃后，按照预制块和液态铝合金的重量比为1∶9～15的比例，将液态铝合金浇铸到模具中，用石墨密封垫封上模具后施加压力，先用4～6MPa的压力保压15～25秒，然后将压力增加至130～170MPa，保压2～8分钟，模具冷却到300～400℃后退模即制作得到碳纳米管和硼酸铝晶须混杂增强铝基复合材料；其中步骤一中的碳纳米管的预处理方法按照以下步骤进行：I、酸化：把150mL的质量浓度为98％的浓硫酸和50mL的质量浓度为67.7％浓硝酸倒入烧杯中配成酸化液，再把1g的碳纳米管倒入混酸中，然后把烧杯放入超声波仪器中，超声1小时，再放到在磁力搅拌器上搅拌24小时后进行抽滤得到碳纳米管A；II、敏化：将质量浓度为4％的盐酸溶液和8.46g的SnCl₂·2H₂O混合分散均匀，然后向混合物中充氩气1～2分钟，再老化72小时得到敏化液，将碳纳米管A放入敏化液中，再充入氩气后超声30分钟，进行抽滤得到碳纳米管B；III、活化：把0.11g的PdCl₂加入到碳纳米管B中，加蒸馏水使活化液容量达到250mL，充氩气1～2分钟，超声30分钟，之后进行抽滤得到碳纳米管C；IV、镀覆：将9.415g Na₃C₆H₅O₇·2H₂O完全溶于水中，再将完全溶解的32.85g NiSO₄·6H₂O在不断搅拌下加入到Na₃C₆H₅O₇·2H₂O水溶液中，将完全溶解的26.5g NaH₂PO₂·H₂O在搅拌下缓慢加入上述混合溶液中，最后将已溶解的66.825g的NH₄Cl在搅拌条件下倒入上述混合溶液中，然后用氨水调混合溶液pH值到9.5，即配制得到1250mL的混合溶液，混合溶液进行抽滤即得到镀液，将活化并抽滤的碳纳米管倒入镀液中，超声1小时，然后进行抽滤，即完成了碳纳米管的预处理。