一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法，该复合材料主要由纳米洋葱碳和基体钛所组成，其中所述纳米洋葱碳作为增强相，均匀分布在金属钛的基体中起到弥散强化的作用；本发明专利技术还公开了所述纳米洋葱碳增强钛基复合材料的制备方法，针对现有技术中存在的缺陷，本发明专利技术以纳米金刚石为原料合成纳米洋葱碳，并将其添加到钛基体中获得均匀分布，烧结成型得到致密的钛基复合材料，利用此方法制备的钛基复合材料中纳米洋葱碳分布均匀，杂质含量少且在基体中能保持完整形态，使此复合材料具有优异的综合力学性能。

A nano onion carbon reinforced titanium matrix composite and its preparation method

The invention discloses a nano onion carbon reinforced titanium matrix composite material and its preparation method, which is mainly composed of nano onion carbon and matrix titanium, in which nano onion carbon is used as reinforcing phase and uniformly distributed in the matrix of metal titanium to play the role of dispersion strengthening; the invention also discloses the preparation method of the nano onion carbon reinforced titanium matrix composite, aiming at the preparation method of the nano onion carbon reinforced titanium matrix composite. The present invention synthesizes nano-onion carbon from nano-diamond and adds it to titanium matrix to obtain uniform distribution. The compact titanium matrix composite material is obtained by sintering. The nano-onion carbon in the titanium matrix composite prepared by this method has uniform distribution, less impurity content and can maintain complete morphology in the matrix, so that the composite material has excellent properties. Different comprehensive mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法，属于金属基复合材料

技术介绍
钛及钛合金是继钢铁和金属铝后又一崛起的新金属，具有密度低、强度高、耐高低温、耐腐蚀以及良好的生物相容性等特点。这些突出的特点促使钛及钛合金成为了航空与航天器、海洋、石油化工、生物医药等行业的理想材料。同时钛与钛合金也具有耐磨性差、硬度低等主要问题。急需新的思路和方法来进一步提高钛合金的综合力学性能，满足各相关行业的要求。纳米洋葱状碳简称为洋葱碳，其尺寸大约在3～50nm，是继C60、碳纳米管之后富勒烯家族的新成员，是碳的一种新同素异形体。洋葱碳的结构为由同心石墨层卷曲而成的多层球状结构，并以碳原子的sp2杂化方式存在的零维碳材料。与纳米金刚石相比，由于其独特的结构特征和强烈的不同于纳米金刚石(碳原子sp3杂化)的碳原子杂化方式，使得纳米洋葱碳具有许多优异的性能。例如，大比表面积、纳米尺寸效应、高的电导率和热稳定性，以及封闭稳定的结构。这些都使得纳米洋葱碳在催化、摩擦、超级电容器、以及电磁屏蔽和复合材料上有了良好的应用前景。纳米洋葱碳的制备方法很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，该复合材料主要是由纳米洋葱碳和基体钛组成；其中，所述纳米洋葱碳作为增强相，均匀分散在钛基体中。

【技术特征摘要】
1.一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，该复合材料主要是由纳米洋葱碳和基体钛组成；其中，所述纳米洋葱碳作为增强相，均匀分散在钛基体中。2.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，所述纳米洋葱碳增强相是以纳米金刚石(尺寸为3-50nm)为原料，通过放电等离子烧结合成的纳米洋葱碳。3.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，所述纳米洋葱碳的颗粒尺寸为3～50nm，所述基体钛的颗粒尺寸为0.1～800μm。4.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，所述纳米洋葱碳增强钛基复合材料的致密度均高达98～99.9％。5.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳增强钛基复合材料，其特征在于，所述基体钛为纯钛、钛铝钒(Ti6Al4V)、钛钼(TiMo)、钛镍(TiNi)、钛碳(TiTa)或钛铌锆(TiNbZr)。6.据权利要求1～5任一项所述的纳米洋葱碳增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料的制备：取纳米金刚石粉末，填充于石墨模具中，然后将模具进行放电等离子体烧结，设定烧结参数为：升温速度为20～100℃/min，温度为1300～1450℃，保温时间为10～30min，压力为无压或者低压(1-3kN)，烧结气氛为真空，冷却时间为10～30min，得到纳米洋葱碳；(2)原料的称量：称取上述纳米洋葱碳、基体钛和醇类分散剂；(3)液相化学混合：先将纳米洋葱碳粉末和分散剂混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：范阔威，张法明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32