[发明专利]一种表面涂覆氧化铝的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种表面涂覆氧化铝的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，属于复合材料制备工艺技术领域，针对目前工艺方法对碳纳米管在铝基体界面的结合性方面存在的问题，通过碳纳米管的预分散处理、碳纳米管涂覆氧化铝粉体的制备、碳纳米管涂覆氧化铝粉体与球形铝粉的混合球磨、冷压烧结、轧制一系列步骤，获得了表面涂覆氧化铝的碳纳米管增强铝基复合材料，本发明利用了氧化铝高熔点、高强度、热稳定性能好、化学惰性好等特点，将氧化铝涂覆在铝基体表面使材料获得更具优异的综合力学性能，室温屈服强度大于320MPa，抗拉强度大于440MPa，延伸率大于20％，并且电导率提升显著。

主权项

1.一种表面涂覆氧化铝的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，具体步骤如下：/n1)将碳纳米管放在浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中进行酸化处置5h，然后加入去离子水稀释至中性后进行离心处理，而后将酸化处理后的碳纳米管烘干备用；混合溶液中浓硫酸与浓硝酸的体积配比为(1～4)：1，浓硫酸的质量分数是98％，浓硝酸的质量分数是68％；/n2)将5g硝酸铝、1g酸化处理后的碳纳米管放入50mL无水乙醇和丙酮的混合溶液中进行超声预分散处置，得到硝酸铝以及碳纳米管混合悬浊液；无水乙醇和丙酮混合溶液中二者的体积比为1：(1～5)；/n3)将步骤2)得到的悬浊液放入水热反应釜中进行水热反应并放入反应炉中，先在120℃条件下保温2h，再升温至140℃保温时间为10h，反应结束后风冷至室温，而后用去离子水洗净再烘干；/n4)将步骤3)得到的产物与200g粒径大小在10-200μm之间的球形铝粉混合并加入到盛有异丙醇的烧杯中，待铝粉完全浸没在溶液中时放入温水浴中进行超声分散处理，与此同时采用机械搅拌方式对溶液进行搅拌，搅拌后过滤得到涂覆有氧化铝的碳纳米管与铝粉的混合湿粉；温水浴温度控制在30～70℃之间，超声处理时间控制在40～80min之间，处理功率为500～1500W；机械搅拌时间控制在15～60min，机械搅拌转速在100～3000rpm范围内。/n5)将步骤4)得到的碳纳米管与铝粉的混合湿粉放入球磨机中加入湿磨溶剂进行湿磨，另外加入湿磨控制剂控制反应过程，得到混合浆料；湿磨过程中采用玛瑙球为磨料，在湿磨过程中球磨时间为20～80min，球料比为(1～4)：1，球磨转速150r/min；/n6)将步骤5)所得浆料进行真空干燥处理，得到涂覆带有氧化铝的碳纳米管与纯铝的混合粉末；/n7)将步骤6)所得混合粉末再次放入球磨机中进行干磨处理，得到表面涂有氧化铝的碳纳米管与纯铝的复合粉末；在干磨过程中球磨时间为1～12h，球料比为(3～8)：1，球磨转速为250r/min；/n8)将步骤7)得到的涂覆氧化铝的碳纳米管与纯铝的复合粉末进行冷压和烧结处理，得到预制块；而后再经热轧获得高强度铝基复合材料板材。/n