[发明专利]一种利用微波制备碳纳米管增强铜基复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种利用微波制备碳纳米管增强铜基复合材料的方法，属于复合材料制备技术领域。本发明将铜锭或者铜压坯预先固定在CNTs水凝胶溶液中，通过冷冻干燥获得铜锭或者铜压坯与CNTs气凝胶紧密结合的Cu‑CNTs多孔结构骨架，利用CNTs优异的吸波性能，采用微波加热将铜锭或者铜压坯熔化，使液态金属渗入多孔的CNTs凝胶中，制备出CNTs/Cu复合材料。本发明采用微波加热，烧结时间短，可抑制晶粒的长大且节约能源。本发明制备得到的复合材料中，CNTs在基体内呈连续网络状结构，且大幅提高CNTs在基体内的体积分数，提高了复合材料的性能。

主权项

1.一种利用微波制备碳纳米管增强铜基复合材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）CNTs的预处理：配制硝酸和硫酸的混合酸液，将混合酸液加入到CNTs中并在温度为60~80℃条件下热处理2~12h，洗涤、干燥即得酸化预处理的CNTs；（2）CNTs/水凝胶的制备：将步骤（1）所得酸化预处理的CNTs均匀分散到去离子水中即得CNTs水溶液A；在温度为70~90℃条件下，将诱导铜粉均匀分散到水凝胶水溶液中得到溶液B；在搅拌条件下，将CNTs水溶液A匀速加入到溶液B中并混合均匀得到CNTs/水凝胶；其中水凝胶水溶液为明胶水溶液、羧甲基纤维素钠水溶液、聚乙烯醇水溶液、聚乙二醇水溶液的一种或多种；（3）Cu‑CNTs/凝胶多孔结构骨架的制备：将铜锭固定在模具中，将步骤（2）所得CNTs/水凝胶加入到模具内，将模具置于温度为‑20~‑3℃条件下冷冻6~12 h，冻干处理即得Cu‑CNTs/凝胶多孔结构骨架；（4）微波加热熔渗：在氩气氛围、微波加热条件下，将步骤（3）所得Cu‑CNTs/凝胶多孔结构骨架加热至温度为300~500℃并保温1~3 h，继续加热至温度为1200~1400℃并保温10~30 min，冷却即得CNTs/Cu复合材料烧结坯，然后打磨、冷轧处理即得碳纳米管增强铜基复合材料。