一种高体积分数的碳纳米管增强金属基复合材料制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高体积分数的碳纳米管增强金属基复合材料制备方法，属于复合材料制备技术领域。该方法是以金属粉末和碳纳米管为原料，采用粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料坯锭，然后对得到的粉末冶金坯锭进行搅拌摩擦加工，得到碳纳米管增强金属基复合材料。本发明专利技术的优点在于：(1)碳纳米管形貌尺寸不受限制，碳纳米管不需其它前处理工艺(如酸处理、预分散等)，碳纳米管加入量大，且含量可准确控制；(2)制备出来的复合材料中碳纳米管分散均匀，长径比大，损伤较小；(3)制备出来的复合材料的晶粒明显细化(＜5μm)；(4)制备出来的复合材料具有优良的力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及。该方法可以实现高体积分数的碳纳米管在金属基体中的良好分散，同时可以细化基体晶粒。
技术介绍
碳纳米管具有极高的力学性能(抗拉强度> 30GPa，弹性模量> IGPa)，良好的热性能和电学性能，被认为是复合材料的理想增强体。碳纳米管增强金属基复合材料具有高比强度、高比刚度，而且具有潜在的优良导电和导热性能，在航空航天、汽车制造、微电子等多个领域有着广阔的应用前景。碳纳米管与大多数金属及其合金都不浸润，限制了常规的液相法来制备碳纳米管增强金属基复合材料。而粉末冶金法则对碳纳米管与金属基体的浸润性不敏感，更适用于制备碳纳米管增强金属基复合材料，同时，粉末冶金法制备的复合材料具有组织宏微观均匀， 增强相体积分数易于精确控制的特点。然而，由于碳纳米管长径比大，管束间范德华力作用强，在金属基体中以团聚形式分布，难以发挥其完美的增强效果，分散碳纳米管己成为制备优良性能碳纳米管增强金属基复合材料必须解决的首要问题。目前采用粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料的分散方法之一是把金属粉末和碳纳米管进行高能球磨，利用其高能输入的特点使金属粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高体积分数的碳纳米管增强金属基复合材料制备方法，其特征在于：该方法以金属粉末和碳纳米管为原料，采用粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料坯锭，然后对得到的坯锭进行搅拌摩擦加工，得到碳纳米管增强金属基复合材料；复合材料中碳纳米管的体积百分含量大于0而小于等于8。

【技术特征摘要】
1.一种高体积分数的碳纳米管增强金属基复合材料制备方法，其特征在于:该方法以金属粉末和碳纳米管为原料，采用粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料坯锭，然后对得到的坯锭进行搅拌摩擦加工，得到碳纳米管增强金属基复合材料；复合材料中碳纳米管的体积百分含量大于O而小于等于8。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料坯锭包括如下步骤: 1)将金属粉末与碳纳米管在混料机中机械混合I 48小时，得到混合料；原料中碳纳米管的体积百分含量大于O而小于等于8 ； 2)将混合料放入冷压模具中冷压，压力为10-50MPa，得到冷压坯锭； 3)将冷压坯锭连同模具放入真空热压炉中，升温至热压温度后保温进行真空热压成型，得到碳纳米管增强金属基复合材料坯锭；保温时间为0.5 6小时，真空度为10—1 10_3Pa，压力为10 400MPa，热压温度为TQ-50°C Tm ;其中，T0为金属基体固相线温度，Tm为金属基体液相线温度。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述搅拌摩擦加工，工艺参数为:力口工工具转速200 3000转/分钟、行进速度10 1000毫米/分钟；加工方式是先顺序搭接再原位重复的加工方式或者先原位重复再顺序搭接的加工方式。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述先顺序搭接再原位重复的加工方式，即先沿工件表面单道次顺序搭接...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宗义，刘振宇，肖伯律，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：