一种二维硼烯增强金属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二维硼烯增强金属基复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域，包括以下步骤：以硼源与金属粉的混合粉末置于真空反应装置中，在还原性气氛环境下，通过三步升温的加热方式，实现二维硼烯在金属微粒表面的原位生长，去除杂质后获得二维硼烯包覆金属微粒的复合粉体，通过放电等离子烧结技术，最终将复合粉体烧结得到块体形式的二维硼烯增强金属基复合材料。本发明专利技术所制得的块体复合材料具有硼烯分散性好、与金属基体结合紧密的特点同时具有良好的物理力学性能，可广泛应用于航空航天、船舶汽车以及电子信息领域。船舶汽车以及电子信息领域。船舶汽车以及电子信息领域。

【技术实现步骤摘要】
一种二维硼烯增强金属基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种二维硼烯增强金属基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，金属基复合材料凭借其优异的加工性能和良好的导电导热特点，在航空航天、船舶汽车以及电子信息领域有着广泛的应用。虽然传统的金属基复合材料具有较高的强度，但是导电导热性的下降一直制约着该领域的发展。
[0003]硼烯由于具有特殊的二维原子层结构，具有优异的抗拉强度和弹性模量，被人们认为是一类理想的纳米增强增韧材料，同时金属态的硼烯具有较强的载流子输运能力，使它成为了优良的导体。通过硼源的热分解技术实现硼烯在金属微粒表面的原位生长，这有助于实现硼烯在复合材料中的均匀分散并提高其与金属基体间的界面结合力和接触面积，因而在复合材料中具有重要的应用价值。将硼烯加入到金属基体中，有希望在不降低高导电性、导热性的同时可以有效地起到强韧化以提高力学性能的作用，发展前景光明。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种二维硼烯增强金属基复合材料及其制备方法，制备的硼烯增强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维硼烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将固态硼源与金属粉以一定比例混合，在真空条件下以5～300 sccm的流量通入还原性气体，调节炉内初始气压在5～300 Pa，随后第一次升温至450～490 o
C并保温5～300 min使硼氢化钠充分分解，升温过程中系统内气压会产生明显变化，第二次升温至500～550 o
C保温5～300 min得到中间态反应物，最终加热至600～1000
o
C的成型温度并保温5～300 min实现硼烯在金属微粒表面的原位生长；(2)将步骤(1)的反应产物清洗去除杂质后30～80
o
C烘干得到硼烯/金属复合粉体；(3)将步骤(2)得到的硼烯/金属复合粉体预压紧，随后在真空条件下采用放电等离子烧结工艺，烧结温度为600～800 o
C，烧结保温时间5～60 min，烧结压力为10～100 MPa，得到二维硼烯增强金属基块体复合材料。2.根据权利要求1所述的二维硼烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硼源与金属粉的质量比为1:50～1:10。3.根据权利要求1或2所述的二维硼烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述硼源为硼氢化钠、硼氢化锂、硼氢化钾、硼氘化钠、三仲丁基硼氢化锂、三乙基硼氢化锂、三仲丁基硼氢化锂、三戊基硼氢化锂、三异丁基硼氢化钾或苄基三苯基膦硼氢化物。4.根据权利要求1或2所述的二维硼烯增强金属基复合材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：台国安，殷永和，侯闯，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：