專利名稱：一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其空氣熱壓制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬基復(fù)合材料在最近20年中獲得了迅速的發(fā)展，它具有高強(qiáng)度和剛度、良好的抗疲勞性能、高抗沖擊性能以及重量輕等優(yōu)點(diǎn)。金屬基復(fù)合材料的特點(diǎn)之一就是其性能可以通過調(diào)整增強(qiáng)相的含量來確定，而一種復(fù)合材料的物理性能不僅與增強(qiáng)相的含量有關(guān)，而且與增強(qiáng)相本身的性能也有關(guān)，從而使復(fù)合材料利用不同的增強(qiáng)體可以獲得不同的性能。
碳納米管是一種新型的自組裝單分子材料，它是由單層或多層碳六邊形平面網(wǎng)卷曲而成的無縫納米級(jí)管狀材料，碳納米管具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及較低的密度，同時(shí)有較好的耐磨、減摩性能和自潤(rùn)滑性能，是理想的納米晶須增強(qiáng)增韌材料，被稱為纖維類強(qiáng)化相的終極形式，由于碳納米管的體積遠(yuǎn)小于常規(guī)碳纖維，因此與金屬基體復(fù)合時(shí)，不會(huì)破壞基體的連續(xù)性，用較小的體積摻入量就可能達(dá)到常規(guī)碳纖維復(fù)合材料的性能，特別是由于用催化劑熱解碳?xì)錃怏w制備的碳納米管，形狀細(xì)而彎曲，在基體中較易浸潤(rùn)和釘扎。因此，碳納米管被認(rèn)為是作為復(fù)合材料強(qiáng)化相的理想材料，在復(fù)合材料中的應(yīng)用前景將十分廣闊。目前，還無法實(shí)現(xiàn)碳納米管與鋁合金基體結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決碳納米管無法與鋁合金基體結(jié)合的問題，進(jìn)而提供一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其空氣熱壓制備方法。碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％。碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法按照下述步驟進(jìn)行步驟一、碳納米管復(fù)合粉體的制備a、碳納米管的純化分散向每一克碳納米管中加入100～200ml的混合酸，浸泡后再加入表面活性劑，每一克碳納米管中加入10～30mg表面活性劑；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，用蒸餾水進(jìn)行洗滌和過濾，溶液PH值達(dá)到6～7后濾掉水分；b、制備碳納米管復(fù)合粉體復(fù)合粉體的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％，將經(jīng)上述步驟洗滌后的碳納米管中按上述比例加入合金鋁粉，再加入無水乙醇，每一克合金鋁粉中加入2～3ml無水乙醇；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)；然后，一邊攪拌一邊用酒精燈加熱，將無水乙醇蒸干；最后，將粉體置入真空烘干箱內(nèi)烘干；步驟二、冷等靜壓將烘干后的復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)，采用振實(shí)機(jī)振實(shí)，然后用鋁蓋將其上部蓋住，放入橡膠套內(nèi)，抽真空后密封；將包套后的粉體放入冷等靜壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行加壓、保壓和卸壓，壓力介質(zhì)為液體；步驟三、空氣熱壓；步驟四、熱擠壓，制得碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。
本發(fā)明將碳納米管和鋁合金基體結(jié)合，提高了鋁合金基體的耐磨性、減摩性、自潤(rùn)滑性、表面的潤(rùn)濕性和力學(xué)性能，其中抗拉強(qiáng)度增加了25-35％，彈性模量增加了41-50％，最大延伸率降到1-2％。
本發(fā)明中致密度是指材料的實(shí)際密度與理論密度之比，在壓制時(shí)可用粉體材料的高度來計(jì)算。本發(fā)明中擠壓比是指材料的橫截面積之比，擠壓時(shí)，材料的橫截面積變小，而長(zhǎng)度增加，也可以按壓頭的移動(dòng)速度來計(jì)算。


圖1是本發(fā)明的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法的步驟二中所述復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)的示意圖，圖2是本發(fā)明的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法的步驟三中所述空氣熱壓示意圖，圖3是本發(fā)明的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法的步驟四中所述熱擠壓示意圖(圖中件1-鋁套、件2-鋁蓋、件3-復(fù)合粉體、件4-模具、件5-坯料、件6-上鋼壓頭、件7-下鋼壓頭、件8-隔熱板、件9-鋼頭、件10-套筒、件11-凹模)。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于它的成分及含量為碳納米管1wt％、合金鋁粉99wt％。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于它的成分及含量為碳納米管3wt％、合金鋁粉97wt％。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于它的成分及含量為碳納米管5wt％、合金鋁粉95wt％。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三或四的不同點(diǎn)在于所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為10～20nm，長(zhǎng)度為0.5～500um。其它組成與具體實(shí)施方式
一、二、三或四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三或四的不同點(diǎn)在于所述合金鋁粉可為2024Al、4032Al、6061Al或7075Al。其它組成與具體實(shí)施方式
一、二、三或四相同。
具體實(shí)施方式
七(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法按照下述步驟進(jìn)行步驟一、碳納米管復(fù)合粉體的制備a、碳納米管的純化分散向每一克碳納米管中加入100～200ml的混合酸，浸泡后再加入表面活性劑，每一克碳納米管中加入10～30mg表面活性劑；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，用蒸餾水進(jìn)行洗滌和過濾，溶液PH值達(dá)到6～7后濾掉水分；b、制備碳納米管復(fù)合粉體復(fù)合粉體的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％，將經(jīng)上述步驟洗滌后的碳納米管中按上述比例加入合金鋁粉，再加入無水乙醇，每一克合金鋁粉中加入2～3ml無水乙醇；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)；然后，一邊攪拌一邊用酒精燈加熱，將無水乙醇蒸干；最后，將粉體置入真空烘干箱內(nèi)烘干；步驟二、冷等靜壓將烘干后的復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)，采用振實(shí)機(jī)振實(shí)，然后用鋁蓋將其上部蓋住，放入橡膠套內(nèi)，抽真空后密封；將包套后的粉體放入冷等靜壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行加壓、保壓和卸壓，壓力介質(zhì)為液體；步驟三、空氣熱壓；步驟四、熱擠壓，制得碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。
本實(shí)施方式中所用的碳納米管為多壁碳納米管，直徑為10～20nm，長(zhǎng)度為0.5～500um，購(gòu)自深圳市納米港有限公司，本實(shí)施方式中所述合金鋁粉可為2024Al、4032Al、6061Al或7075Al。
具體實(shí)施方式
八(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七的不同點(diǎn)在于步聚一的a步中所用混合酸是由濃度95～98％的H2SO4和濃度65～68％的HNO3按體積比H2SO4∶HNO3＝3∶1配制而成，所用表面活性劑是十二烷基硫酸鈉，對(duì)所述混合物進(jìn)行3～5h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為200～300r/min，超聲頻率為2×105～1×106Hz，所用陶瓷過濾器的孔徑為10～100nm。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七的不同點(diǎn)在于步聚一的b步中對(duì)所述混合物進(jìn)行1～2h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為200～300r/min，超聲頻率為2×105～1×106Hz；所用酒精燈的加熱溫度為80～100℃；真空烘干箱的真空度為10-2～6×10-2Pa，烘干溫度為180～220℃，烘干時(shí)間為10～15h。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
十(參見圖1)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七的不同點(diǎn)在于步聚二中所述鋁包套為純鋁，壁厚為0.1～0.2mm，橡膠套材料為聚氯乙烯或氯丁橡膠，橡膠套壁厚為0.4～0.8mm，所用振實(shí)機(jī)的振幅為1～2mm，振實(shí)時(shí)間為5～10min，抽真空后真空度為10-2～6×10-2Pa，加壓以80～150Mpa/min速度升壓，當(dāng)壓力達(dá)到350～400時(shí)，保壓5～10min后卸壓，先以100～200Mpa/min速度卸壓至100Mpa，然后以10～20Mpa/min卸壓至常壓。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
七相同。由于冷等靜壓利用的塑性模具，在各向均勻受壓時(shí)，不存在粉末與模具之間的摩擦，壓力降低少，與常規(guī)的單向和雙向壓制相比，制得的坯料致密度均勻。同時(shí)由于粉末在壓制前經(jīng)過抽真空處理，密封在坯料中的氣體少。本實(shí)施方式將復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)振實(shí)，再放入專用的橡膠模具內(nèi)，抽真空后利用較大的壓力得到致密度大于90％的坯料，冷等靜壓后鋁包套緊密貼在坯料表面，減少了后續(xù)熱壓過程中的鋁的氧化。
具體實(shí)施方式
十一(參見圖2)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七的不同點(diǎn)在于步聚三將鋼模加熱到450～500℃，保溫30～60min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為450～500℃的箱式爐內(nèi)保溫20～30min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為800～1000Mpa，保壓3～6min。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
七相同。由于C與鋁發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)方程式為(1)在真空的熱壓燒結(jié)中，一般采用固液兩相區(qū)或液相處長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)，從動(dòng)力學(xué)來說，界面反應(yīng)厚度有以下關(guān)系Z=[2φD0exp(-QRT)]t---(2)]]>
其中D0——擴(kuò)散系數(shù)，Q——反應(yīng)激活能，R——?dú)怏w常數(shù)，T——溫度，t——時(shí)間，Φ——為依賴于C在界面濃度的系數(shù)。
由(2)式可以看出，界面反應(yīng)厚度與反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時(shí)間有關(guān)。反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，則界面越厚。采用常規(guī)熱壓燒結(jié)極易造成碳納米管與鋁之間的反應(yīng)。本實(shí)施方式采用在空氣中高壓短時(shí)固相區(qū)燒結(jié)，避免了碳納米管與鋁之間的反應(yīng)，同時(shí)達(dá)到燒結(jié)的目的。
具體實(shí)施方式
十二(參見2)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十一的不同點(diǎn)在于步聚三將鋼模加熱到450℃，保溫30min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為450℃的箱式爐內(nèi)保溫20min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為800Mpa，保壓3min。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十一相同。
具體實(shí)施方式
十三(參見2)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十一的不同點(diǎn)在于步聚三將鋼模加熱到480℃，保溫50min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為480℃的箱式爐內(nèi)保溫25min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為900Mpa，保壓4min。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十一相同。
具體實(shí)施方式
十四(參見2)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十一的不同點(diǎn)在于步聚三將鋼模加熱到500℃，保溫60min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為500℃的箱式爐內(nèi)保溫30min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為100Mpa，保壓6min。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十一相同。
具體實(shí)施方式
十五(參見圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
七的不同點(diǎn)在于步聚四將鋼模加熱到400～460℃，保溫30～60min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為400～460℃的箱式爐內(nèi)保溫20～30min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為20～25∶1，擠壓速度為5～10mm/s。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
七相同。經(jīng)熱擠壓變形后，擠壓態(tài)復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)在沿?cái)D壓方向(縱向)和垂直于擠壓方向(橫向)發(fā)生了明顯的變化，最明顯特點(diǎn)是碳納米管沿?cái)D壓方向作定向排列。燒結(jié)態(tài)的復(fù)合材料經(jīng)熱擠壓變形后，增強(qiáng)體分布均勻，從而能獲得更優(yōu)良的組織和性能，為材料的二次成形加工創(chuàng)造有利的條件，而且提高了其作為結(jié)構(gòu)材料使用的室溫性能。本文熱壓后的復(fù)合材料經(jīng)熱擠壓后致密度達(dá)到理論密度，材料完全致密。
具體實(shí)施方式
十六(參見圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十五的不同點(diǎn)在于步聚四將鋼模加熱到400℃，保溫30min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為400℃的箱式爐內(nèi)保溫20min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為20∶1，擠壓速度為5mm/s。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十五相同。
具體實(shí)施方式
十七(參見圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十五的不同點(diǎn)在于步聚四將鋼模加熱到440℃，保溫50min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為440℃的箱式爐內(nèi)保溫25min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為23∶1，擠壓速度為8mm/s。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十五相同。
具體實(shí)施方式
十八(參見圖3)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十五的不同點(diǎn)在于步聚四將鋼模加熱到460℃，保溫60min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為460℃的箱式爐內(nèi)保溫30min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為25∶1，擠壓速度為10mm/s。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
十五相同。
具體實(shí)施方式
十九(參見圖1-圖3)本實(shí)施方式的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法按照下述步驟進(jìn)行步驟一、碳納米管復(fù)合粉體的制備a、碳納米管的純化分散將濃度95％的H2SO4和濃度65％的HNO3按體積比H2SO4∶HNO3＝3∶1配制成混合酸，向每一克碳納米管中加入150ml的混合酸，浸泡4h后再加入十二烷基硫酸鈉，每一克碳納米管中加入20mg十二烷基硫酸鈉；對(duì)所述混合物進(jìn)行4h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為250r/min，超聲頻率為5×105Hz，用蒸餾水進(jìn)行洗滌和過濾，所用陶瓷過濾器的孔徑為50nm，溶液PH值達(dá)到6～7后濾掉水分；b、制備碳納米管復(fù)合粉體復(fù)合粉體的成分及含量為碳納米管1wt％、2024Al合金鋁粉99wt％，將經(jīng)上述步驟洗滌后的碳納米管中按上述比例加入合金鋁粉，再加入無水乙醇，每一克合金鋁粉中加入2.5ml無水乙醇；對(duì)所述混合物進(jìn)行1.5h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為250r/min，超聲頻率為5×105Hz；然后，一邊攪拌一邊用酒精燈加熱，加熱溫度為90℃，將無水乙醇蒸干；最后，將粉體置入真空烘干箱內(nèi)烘干，真空烘干箱的真空度為5×10-2Pa，烘干溫度為200℃，烘干時(shí)間為12h；步驟二、冷等靜壓將烘干后的復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)，采用振實(shí)機(jī)振實(shí)，然后用鋁蓋將其上部蓋住，放入橡膠套內(nèi)，抽真空后密封；將包套后的粉體放入冷等靜壓機(jī)內(nèi)，壓力介質(zhì)為液體，以100Mpa/min速度升壓，當(dāng)壓力達(dá)到380時(shí)，保壓8min后卸壓，先以150Mpa/min速度卸壓至100Mpa，然后以15Mpa/min卸壓至常壓；步驟三、空氣熱壓將鋼模加熱到480℃，保溫50min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為480℃的箱式爐內(nèi)保溫250min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為900Mpa，保壓5min；步驟四、熱擠壓將鋼模加熱到440℃，保溫40min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為430℃的箱式爐內(nèi)保溫25min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為23∶1，擠壓速度為8mm/s，制得碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。
碳納米管與鋁基的復(fù)合材料CNTs/2024Al與基體2024Al在室溫下致密度和力學(xué)性能的檢測(cè)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明增加了碳納米管的鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能有了顯著的提高。
表1 復(fù)合材料的致密度及室溫力學(xué)強(qiáng)度

權(quán)利要求
1.一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于它的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為10～20nm，長(zhǎng)度為0.5～500um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于所述合金鋁粉可為2024A1、4032A1、6061A1或7075A1。
4.碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，它是這樣實(shí)現(xiàn)的步驟一、碳納米管復(fù)合粉體的制備a、碳納米管的純化分散向每一克碳納米管中加入100～200ml的混合酸，浸泡后再加入表面活性劑，每一克碳納米管中加入10～30mg表面活性劑；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，用蒸餾水進(jìn)行洗滌和過濾，溶液PH值達(dá)到6～7后濾掉水分；b、制備碳納米管復(fù)合粉體復(fù)合粉體的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％，將經(jīng)上述步驟洗滌后的碳納米管中按上述比例加入合金鋁粉，再加入無水乙醇，每一克合金鋁粉中加入2～3ml無水乙醇；對(duì)上述混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)；然后，一邊攪拌一邊用酒精燈加熱，將無水乙醇蒸干；最后，將粉體置入真空烘干箱內(nèi)烘干；步驟二、冷等靜壓將烘干后的復(fù)合粉體放入鋁包套內(nèi)，采用振實(shí)機(jī)振實(shí)，所用振實(shí)機(jī)的振幅為1～2mm，振實(shí)時(shí)間為5～10min，然后用鋁蓋將其上部蓋住，放入橡膠套內(nèi)，抽真空后密封抽，真空度為4×10-2Pa；將包套后的粉體放入冷等靜壓機(jī)內(nèi)，壓力介質(zhì)為液體，以100Mpa/min速度升壓，當(dāng)壓力達(dá)到380時(shí)，保壓8min后卸壓，先以150Mpa/min速度卸壓至100Mpa，然后以15Mpa/min卸壓至常壓；步驟三、空氣熱壓；步驟四、熱擠壓，制得碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚一的a步中所用混合酸是由濃度95～98％的H2SO4和濃度65～68％的HNO3按體積比H2SO4∶HNO3＝3∶1配制而成，所用表面活性劑是十二烷基硫酸鈉，對(duì)所述混合物進(jìn)行3～5h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為200～300r/min，超聲頻率為2×105～1×106Hz。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚一的a步中所用陶瓷過濾器的孔徑為10～100nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚一的b步中對(duì)所述混合物進(jìn)行1～2h的機(jī)械攪拌和超聲波振動(dòng)，所用攪拌器的轉(zhuǎn)速為200～300r/min，超聲頻率為2×105～1×106Hz；所用酒精燈的加熱溫度為80～100℃；真空烘干箱的真空度為10-2～6×10-2Pa，烘干溫度為180～220℃，烘干時(shí)間為10～15h。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚二中所用振實(shí)機(jī)的振幅為1～2mm，振實(shí)時(shí)間為5～10min，抽真空后真空度為10-2～6×10-2Pa，加壓以80～150Mpa/min速度升壓，當(dāng)壓力達(dá)到350～400時(shí)，保壓5～10min后卸壓，先以100～200Mpa/min速度卸壓至100Mpa，然后以10～20Mpa/min卸壓至常壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚三將鋼模加熱到450～500℃，保溫30～60min，將步驟二制得的坯料，放入溫度為450～500℃的箱式爐內(nèi)保溫20～30min后，放入鋼模內(nèi)立即加壓，壓力為800～1000Mpa，保壓3～6min。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法，其特征在于步聚四將鋼模加熱到400～460℃，保溫30～60min，將步驟三制得的坯料除外皮，放入溫度為400～460℃的箱式爐內(nèi)保溫20～30min后，放入鋼模內(nèi)立即擠壓，擠壓比為20～25∶1，擠壓速度為5～10mm/s。
全文摘要
一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其空氣熱壓制備方法，它涉及一種鋁基復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的是為了解決碳納米管無法與鋁合金基體結(jié)合的問題，進(jìn)而提供一種碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其空氣熱壓制備方法。碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成分及含量為碳納米管0.01wt％～5wt％、合金鋁粉95wt％～99.99wt％。碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的空氣熱壓制備方法按照下述步驟進(jìn)行步驟一、碳納米管復(fù)合粉體的制備a.碳納米管的純化分散；b.制備碳納米管復(fù)合粉體；步驟二、冷等靜壓；步驟三、空氣熱壓；步驟四、熱擠壓，制得碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。本發(fā)明將碳納米管和鋁合金基體結(jié)合，提高了鋁合金基體的耐磨性、減摩性、自潤(rùn)滑性、表面的潤(rùn)濕性和力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C01B31/00GK1827827SQ200610009859
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者王德尊, 鄧春鋒, 張學(xué)習(xí), 李愛濱, 張寶友 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)