一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法，属于金属材料制备技术领域。通过将脱胶短碳纤维和酚醛树脂粉末高能获得碳颗粒和酚醛树脂均匀嵌入的金属粉末，再将其进行超声和干燥处理，得到表面碳去除的内部嵌入碳和酚醛树脂粉末的金属粉，之后再将其与酚醛树脂粉末，以及其他组分混合后压制烧结得到碳颗粒增强金属基复合材料。本发明专利技术成功地解决了碳颗粒嵌入的金属粉末在烧结过程中的界面烧结不致密问题，实现了金属粉末在烧结致密的前提下，所设计和制备的金属复合材料的力学性能和耐磨性能大幅提高，制备工艺简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种金属基复合材料，具体涉及一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法。
技术介绍
碳颗粒(碳纤维、石墨等)增强金属基复合材料兼具金属的高导电导热、良好强韧性、耐腐蚀性能和碳纤维的高强韧性、石墨的润滑特性等，被广泛应用于导热材料、导电材料、摩擦材料等领域。近年来，研究人员为提高复合材料的力学性能和高温抗氧化性能，做了大量的研究，主要集中于碳/金属界面润湿性的改进、通过碳的加入，如碳表面镀覆金属、金属中加入其他合金元素降低与碳的界面润湿性，使用人造颗粒、碳纤维来改善材料的抗氧化性能，通过酚醛树脂包覆处理，促进金属氧化物膜层的还原，从而促进金属的烧结扩散。公开号为CN108018506A公开了一种短碳纤维改性高摩复合材料，其特征在于：所述短碳纤维改性高摩复合材料其所用原料包括下述组分：树脂包覆-固化处理短碳纤维1～3wt.％；纳米氧化物弥散强化铜粉大于等于15wt％；所述纳米氧化物弥散强化铜粉中，纳米氧化物通过原位生成。采用树脂包覆-固化处理短碳纤维与金属铜粉球磨制备预合金粉，再与其他组元粉末混合，通过压制烧结，制备一种短碳纤维改性高摩复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：将碳材料与酚醛树脂粉末I和基体金属A球磨得到表面和内部嵌有碳颗粒和酚醛树脂粉末的金属粉末；将该球磨得到的金属粉末进行超声处理结合低温加热‑激冷工艺，去除其表面的碳颗粒，得到备用料；将包含备用料与酚醛树脂粉末II、还选择性包含颗粒相B在内的原料混料后压制‑烧结，得到碳颗粒增强金属基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：将碳材料与酚醛树脂粉末I和基体金属A球磨得到表面和内部嵌有碳颗粒和酚醛树脂粉末的金属粉末；将该球磨得到的金属粉末进行超声处理结合低温加热-激冷工艺，去除其表面的碳颗粒，得到备用料；将包含备用料与酚醛树脂粉末II、还选择性包含颗粒相B在内的原料混料后压制-烧结，得到碳颗粒增强金属基复合材料。2.如权利要求1所述的碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：所述的碳材料为零维、一维、二维、三维碳材料中的至少一种；优选为人造石墨颗粒、碳纤维、纤维碳颗粒、石墨颗粒的至少一种；进一步优选，所述的碳材料为短碳纤维；长度优选为1～5mm；直径优选为6～8μm；更进一步优选，所述的碳材料为脱胶处理的短碳纤维；所述脱胶短碳纤维的制备工艺为：将短碳纤维束在惰性气氛或真空条件下，于650～800℃热处理20～90min即得。3.如权利要求1所述的碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：所述基体金属A的氧化物难用和/或可用H2、CO中的一种或多种还原性气氛还原；和/或，所述基体金属A的氧化物也可用H2、CO中的一种或多种还原性气氛还原；优选地，所述基体金属A为铝、钛、锆、铜、铁、镍、铬、锰、银中的至少一种；进一步优选为铜、铝、钛、镍中的至少一种。4.如权利要求1所述的碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：所述酚醛树脂粉末I的粒径小于等于100μm，优选为10～80μm；所述金属粉体A、碳材料和酚醛树脂粉末I的体积比为80～99:0.01～1:1～19。5.如权利要求1～4任一项所述的碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：所述球磨转速为220～350r/min；所述球磨中，碳材料与酚醛树脂粉末I和基体金属A的总质量与磨球的质量比为1:5～8；时间至少为6h。6.如权利要求1～5任一项所述的碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法；其特征在于：所述超声处理结合低温加热-激冷工艺为：将球磨得到的金属粉末经超声处理，将超声后的物料在150～300℃下热处理，将热处理后的物料在液氮中激冷，激冷处理后的物料再经超声处理，即得...

【专利技术属性】
技术研发人员：方华婵，肖鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43