超轻高弹性模量的碳纳米管增强镁锂复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了超轻高弹性模量的碳纳米管增强镁锂复合材料及制备方法；其组分为：Li 9～16％，Zn 0.5～2％，Al 0.5～2％，Sc 0.02～0.2％，碳纳米管C 0.1～2.5％，余量为Mg。制备时，对碳纳米管进行镀层处理；将镀层保护的碳纳米管、镁屑和硬脂酸混合球磨后压制成预制块；氩气保护下，熔化金属原料得到合金液，低速搅拌熔体；降温至熔体近液相线温度附近，在快速机械搅拌中加入预制块；搅拌结束后加热升温到浇铸温度，浇铸。本发明专利技术解决了制备过程中Li和C的过度反应、碳纳米管在基体中分散性差的难题，使镀层保护的碳纳米管稳定均匀地分散在基体中；获得的碳纳米管增强镁锂复合材料密度低、弹性模量和强度高。

Ultra light and high elastic modulus carbon nanotubes reinforced Mg Li composites and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
超轻高弹性模量的碳纳米管增强镁锂复合材料及制备方法
本专利技术属于金属基复合材料领域，具体涉及一种超轻高弹性模量的碳纳米管增强镁锂复合材料及制备方法。
技术介绍
镁锂合金作为最轻的金属结构材料，在航空航天、武器装备等迫切需求轻量化的领域具有广阔的应用前景。然而弹性模量低是限制镁锂合金应用的瓶颈问题之一。对于确定结构的部件，弹性模量是决定其刚度大小的重要因素。构件的刚度不够，容易出现失稳现象乃至造成灾难性事故。从而，提高镁锂合金的弹性模量是拓展镁锂合金应用范围的关键途径之一。由混合定律可知，多相合金的弹性模量是由其组成相的弹性模量及其体积分数决定的。常规Mg-Li-Al或Mg-Li-Zn合金体系中各相弹性模量普遍偏低，这也导致镁锂合金的弹性模量偏低，在35-45GPa之间。碳纳米管作为一种先进碳材料，其弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。在镁锂合金中添加微量碳纳米管就可以有效提升镁锂合金的弹性模量。此外，由于碳纳米管增强相的添加，材料的强度也会有所提高。已有技术文献表明，在不含Li的镁合金中加入碳纳米管，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管增强镁锂复合材料，其特征在于，所述复合材料中各组分的质量百分比含量为：Li 9～16％，Al 0.5～2％，Zn 0.5～2％，Sc 0.02～0.2％，碳纳米管C 0.1～2.5％，余量为Mg。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管增强镁锂复合材料，其特征在于，所述复合材料中各组分的质量百分比含量为：Li9～16％，Al0.5～2％，Zn0.5～2％，Sc0.02～0.2％，碳纳米管C0.1～2.5％，余量为Mg。


2.如权利要求1所述的碳纳米管增强镁锂基复合材料，其特征在于，所述碳纳米管为镀层处理后的碳纳米管；所述镀层为Mg2Si、MgO、TiB2、Al2Y中的一种或几种。


3.一种如权利要求1或2所述的碳纳米管增强镁锂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
采用物理气相沉积的方法对碳纳米管进行镀层处理；
镀层保护的碳纳米管、镁屑和微量过程控制剂硬脂酸按比例进行混合球磨，得到复合粉末；对复合粉末进行压制形成预制块；
在真空熔炼炉中，氩气氛围保护下，熔化金属原料得到镁锂合金液，低速预搅拌熔体；降温至熔体的近液相线温度附近，在快速机械搅拌过程中，加入所述预制块；搅拌结束后加热升温到浇铸温度，浇铸得到复合材料。


4.如权利要求3所述的碳纳米管增强镁锂基复合材料的制备方法，其特征在于，对碳纳米管的镀层处理包括镀Mg2Si、MgO、TiB2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国华，冀浩，刘文才，丁德华，廖光澜，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31