[发明专利]一种具有活性炭负载硅纳米线的合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗静电材料制造领域，具体涉及一种具有活性炭负载硅纳米线的合金材料的制备方法。

背景技术

理想的电子封装材料要具备热膨胀系数低、高导热、气密性佳、足够的强度和刚度、便于加工成型和焊接以及轻质轻量等优点，目前常用的几类封装材料主要有塑料封装材料、陶瓷封装材料、金属封装材料以及金属基复合材料几大类，其中金属基复合电子封装材料具有强度高、导热性好等优点成为行业研究的热点，尤其是铝基金属材料，其轻质的优点在汽车领域广受青睐，提高铝基封装材料的综合性能也是研究热点，尤其在抗静电方面的研究，目前更是广受重视。

静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。

在当今日益发展的电子工业时代，各种微电子、光电子原件的应用非常广泛，而静电放电能够破坏电子原件、改变半导体元器件的电性能、破坏电子系统，造成整个设备故障或失灵；与此同时，静电电荷释放时产生静电火花，极易引燃易燃易爆材料，造成极大危险和经济损失；此外，静电容易向清洁的环境中吸入脏物，如灰尘、异物颗粒、容易使不能相互接触的产品粘在一起，这些都会造成重大的损失。

添加活性炭是提高合金材料材料表面电导率的有效方法，而提高合金材料体积电导率可采用添加导电填料或与其它导电分子共混的技术。添加导电填料法，这类方法通常是将各种无机导电填料掺入合金材料基体中。目前用该技术制得的抗静电合金复合材料具有很高的使用价值，其中不少在国外已经实现商品化。

发明内容

本发明提供一种具有活性炭负载硅纳米线的合金材料的制备方法，本发明采用在合金中添加活性炭负载硅纳米线来提升合金材料的抗静电能力，本发明使用活性炭负载经硅烷偶联剂处理后的硅纳米线，提高活性炭对硅纳米线的负载量，增加其抗静电能力，本发明工艺上先将合金加工成泡沫铝镁合金预制件，并将抗静电填料真空渗积到合金件中，再经过二次烧结后制得成品，这种工艺流程改善了抗静电填料在合金材料中的团聚现象，其分散程度更高，从而具备更好的抗静电能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有活性炭负载硅纳米线的合金材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备活性炭负载硅纳米线

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300-1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线；

（2）制备合金预制件

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合，以300-500转/min的转速混粉10-15min，所得混合物料经压实致密化处理获得生坯，随后将生坯放入模具中在真空条件下热压烧结成型，烧结工艺为：体系以10-20℃/min的升温速度升温至450℃，在温度达到450℃时加压，压力为50MPa，保温烧结20-35min，随后自然冷却至室温后卸压，所得产品放入水中溶出造孔剂后干燥，得合金预制件备用；

（3）将合金预制件放入模具中，随后加入所述活性炭负载硅纳米线，在-0.05MPa下渗积70-100min，处理结束后恢复常压，取出预制件，在75-90℃烘箱中干燥处理4-6h，随后将预制件再次放入模具中，在720-740℃、35MPa压力下再次烧结35-40min，最后降温卸压，冷却至室温后即得所述的抗静电合金材料。

具体实施方式

实施例一