一种6061铝基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种6061铝基复合材料的制备方法，包括步骤：将石墨烯、碳化硅晶须分散到无水乙醇中，超声分散0.5～1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为18～20:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨8～10h，真空干燥后在550～600℃下真空烧结2～3h，得到6061铝基复合材料。实验结果表明，本发明专利技术可显著提高6061铝合金的强度和硬度。

【技术实现步骤摘要】
一种6061铝基复合材料的制备方法
本专利技术涉及铝合金
，具体涉及一种6061铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
铝合金具有比强度高、耐腐蚀、延展性好等优点，在航空航天及轨道交通领域得到了广泛应用。随着材料使用要求的不断提高，传统铝合金材料的性能已经难以满足使用要求，需要在铝基体中添加各类增强相以提高其综合性能。石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格状的层状结构，具有高导电性、高导热、高强度以及高比表面积等优异性能，是一种理想增强相。在铝基体中加入石墨烯可以显著提高其强度和硬度，并保持铝基体的高延展性。然而，现有的铝基石墨烯复合材料大多以纯铝为基体，改性后的铝基复合材料相对于较高强度的铝合金，比如6061铝合金，尚且存在一定的差距。因此，需要开发一种石墨烯增强的6061铝基复合材料，进一步提升铝合金的极限强度，扩展铝合金的应用领域。碳化硅晶须是一种与金刚石属于同一种晶型的单晶纤维，在合成晶须中硬度最高，模量和抗拉伸强度最大。由于石墨烯片状尺寸远远大于碳化硅晶粒尺寸，因此一个石墨烯可横跨多个碳化硅晶粒。将碳化硅负载在石墨烯片层上，利用碳化硅和石墨烯在不同维度上的纳米尺寸效应，可以显著提高复合材料的力学性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的提供一种6061铝基复合材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种6061铝基复合材料的制备方法，包括步骤：S1、将石墨烯、碳化硅晶须按重量比为0.05～1:1分散到无水乙醇中，超声分散0.5～1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为20～25:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨8～10h，然后真空干燥处理；S2、在550～600℃下真空烧结2～3h，得到6061铝基复合材料。优选的，所述碳化硅晶须为β型，粒径为10～50μm。优选的，所述石墨烯与碳化硅晶须的质量比为0.05～0.4:1。优选的，所述雾化6061铝粉的粒径为45μm。优选的，球料比为5:1，转速为200～250r/min。本专利技术的有益效果：本专利技术采用片状的石墨烯与棒状的碳化硅晶须协同增强6061铝材，在烧结前先使石墨烯与碳化硅晶须在6061铝粉中均匀分散，减少石墨烯片层的堆积，以搭建三维增强网络，提高6061铝合金的强度和硬度。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。以下实施例中，雾化6061铝粉购自长垣县明宇铝业有限公司，平均粒径为20μm。碳化硅晶须购自长沙赛泰新材料有限公司，直径100～500nm，长径比100～200。石墨烯片层直径为10～50μm，购自南京先丰纳米材料公司。实施例1将质量比为0.3:1的石墨烯、碳化硅晶须分散到无水乙醇中，超声分散1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为25:1，且球料比为5:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨8h，转速为250r/min，然后真空干燥，所得物料在600℃下真空烧结2h，得到6061铝基复合材料。实施例2将质量比为0.1:1的石墨烯、碳化硅晶须分散到无水乙醇中，超声分散1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为22:1，且球料比为5:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨10h，转速为250r/min，然后真空干燥，所得物料在550℃下真空烧结3h，得到6061铝基复合材料。实施例3将质量比为0.05:1的石墨烯、碳化硅晶须分散到无水乙醇中，超声分散0.5h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为20:1，且球料比为5:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨10h，转速为200r/min，然后真空干燥，所得物料在600℃下真空烧结2h，得到6061铝基复合材料。对比例1采用雾化6061铝粉在600℃下真空烧结2h，得到铝材。对实施例和对比例的材料进行拉伸和维氏硬度测试，其中拉伸试样截面尺寸为3×2mm2，拉伸区长度为15mm，拉伸速率1mm/min。测试结果如表1所示，可见石墨烯与碳化硅晶须复配可显著提高6061铝材的硬度和抗拉强度。表1实施例1实施例2实施例3对比例1抗拉强度/MPa245249235190维氏硬度/HV10510810895以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6061铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、将石墨烯、碳化硅晶须按重量比为0.05～1:1分散到无水乙醇中，超声分散0.5～1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为20～25:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨8～10h，然后真空干燥处理；S2、在550～600℃下真空烧结2～3h，得到6061铝基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种6061铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、将石墨烯、碳化硅晶须按重量比为0.05～1:1分散到无水乙醇中，超声分散0.5～1h，所得分散液加入球磨罐中，再加入雾化6061铝粉，使雾化6061铝粉与石墨烯的重量比为20～25:1，向球磨罐中加入无水乙醇，直至无水乙醇浸没物料，在封闭状态下球磨8～10h，然后真空干燥处理；S2、在550～600℃下真空烧结2～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，罗伶平，
申请(专利权)人：长沙瑞联材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43