专利汇可以提供碳纳米管增强Al-Cu合金基复合材料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 碳 纳米管 增强Al?Cu 合金 基 复合材料 的制备方法。该方法过程包括:采用 化学气相沉积 —机械球磨获得 碳纳米管 均匀分散在 铝 粉上的 复合粉末 ;再采用浸渍—机械球磨实现 铜 纳米粒子 在碳纳米管和铝复合粉末上的沉积,然后采用 冷压 烧结 或 真空 热压 对粉末进行致密化处理得到 块 体材料,最后通 过热 挤压 成型 及固溶时效 热处理 得到碳纳米管增强Al?Cu合金基复合材料。本发明的优点:利用原位生长法,实现碳纳米管结构稳定和均匀分散。利用Al?Cu合金热处理性能,使复合材料 力 学性能得到进一步提升。制备出的碳纳米管增强Al?Cu合金基复合材料,其机械性能优于纯Al?Cu合金。,下面是碳纳米管增强Al-Cu合金基复合材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种碳纳米管增强Al-Cu基复合材料的制备方法,其特征包括以下过程:
(1)化学气相沉积法制备碳纳米管和铝的复合粉末:
将四水合乙酸钴与铝粉以按质量比(0.004~0.04):1加入无水乙醇中,其中无水乙醇的质量用量为铝粉质量3~50倍,然后在温度30~80°C下持续搅拌,直至无水乙醇完全挥发掉;
得到的粉末在室温干燥后,将粉末放置于管式炉恒温区,在氩气或氮气保护下200~500°C下煅烧1~5小时,以流速50~600ml/min在温度250~450°C通入氢气,在升温速率10°C/分钟升温至450°C还原1~5小时得到钴/铝催化剂粉末;以升温速率10°C/分钟升高温度至600°C向钴/铝催化剂粉末通入碳源气体与载气的混合气进行0.1~5小时的催化裂解反应,其中碳源气体为乙炔,载气为氩气或氮气,碳源气与载气的体积比为1:(1~20),催化裂解反应后在氩气或氮气的保护下冷却至室温,得到碳纳米管和铝的复合粉末;
(2)机械球磨碳纳米管和铝的复合粉末
将步骤(1)制得的复合粉末与钢球按质量比1(:5~20)一起加入球磨罐中,抽真空后充满氩气以转速200~600转/分进行球磨0.5~5小时,得到均匀分散的碳纳米管和铝的复合粉末;
(3)浸渍—还原法制备碳纳米管和Al-Cu的复合粉末
将一水合硝酸铜与步骤(2)制得的碳纳米管和铝的复合粉末以质量比(0.03~0.3):1加入无水乙醇中,其中无水乙醇的质量用量为复合粉末质量3~50倍,然后在温度30~80°C下持续搅拌,直至无水乙醇完全挥发掉;得到的粉末在室温干燥后,将干燥的粉末放置于管式炉恒温区,在氩气或氮气保护下在升温速率10°C/分钟升温至200~500°C下煅烧1~5小时,并以流速50~600ml/min通入氢气还原1~5小时得到在碳纳米管和铝复合粉末上均匀沉积粒径为
10~100纳米的铜颗粒,得到碳纳米管和Al-Cu的复合粉末;
(4)机械球磨碳纳米管和Al-Cu的复合粉末
将步骤(3)制得的碳纳米管和Al-Cu的复合粉末与钢球按质量比1:(5~20)一起加入球磨罐中,抽真空后充满氩气以转速200~600转/分进行球磨0.5~5小时,得到均匀分散的碳纳米管和Al-Cu的复合粉末;
(5)制备碳纳米管和Al-Cu复合材料块体
将步骤(4)制得的均匀分散的碳纳米管和Al-Cu的复合粉末,在室温和压力300~800MPa下压制成块体,然后在氩气气氛下,将块体以升温速率10°C/分钟升温至400~700°C下烧结
0.5~6小时,之后随着炉温冷却或直接水冷,将制得的材料在温度350~650°C下以(4~25):1的挤压比进行挤压制得碳纳米管和Al-Cu复合材料块体;
或将步骤(4)制得的均匀分散的碳纳米管和Al-Cu的复合粉末,在真空度10-2Pa下以升温速率10°C/分钟升温至400~650°C,施加压力20~70MPa下热压0.5~6h,将制得的材料在温度350~650°C下以(4~25):1的挤压比进行挤压制得碳纳米管和Al-Cu复合材料块体;
(6)碳纳米管和Al-Cu复合材料块体的热处理
将步骤(5)得到的复合材料块体在500~550°C固溶处理0.5~12小时,在25°C的水中淬火冷却到室温,之后在130~190°C时效处理0~12小时,得到碳纳米管和Al-Cu的复合材料。
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