[发明专利]一种镍合金骨架增强金属基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种镍合金骨架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）对碳材料依次进行除油、粗化；

（2）将步骤（1）后的碳材料加入镍镀液中进行化学镀得到含镍复合金属层镀覆的碳材料；

（3）将步骤（2）后的含镍复合金属层镀覆的碳材料在还原性气氛下进行热处理，得到硬化的镍合金包覆碳材料；

（4）将步骤（3）后的硬化的镍合金包覆碳材料进行烧结，得到镍合金骨架增强金属基复合材料；

所述步骤（2）中，镍镀液中含有主盐和络合剂，所述主盐由含有第一成分的盐和含有第二成分的盐组成，含有第一成分的盐为镍盐，含有第二成分的盐为铁盐、铬盐、钼盐或钨盐，络合剂为乳酸、柠檬酸、酒石酸钾钠、柠檬酸三钠、乙二胺、葡萄糖、氨基乙酸、硫脲中的至少一种；在化学镀过程中需加入还原剂，所述还原剂为次亚磷酸钠和/或硼氢化钠；

所述步骤（2）中，含镍复合金属层中包含第一成分、第二成分和第三成分，第一成分为镍，第二成分为铁、铬、钼、钨中的至少一种，第三成分为磷和/或硼；

所述步骤（3）中，热处理的温度为150-300℃，时间为0.5-2h，还原性气氛为氢气气氛、一氧化碳气氛、分解氨气氛中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，化学镀包括以下具体操作步骤：在20-85℃下，将步骤（1）处理后的碳材料加入镍镀液中，用碱液调节pH值为3-9.5，然后缓慢加入还原剂，直至溶液澄清，之后用去离子水清洗至中性，经干燥后得到含镍复合金属层镀覆的碳材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述镍镀液中主盐的浓度为0.05-0.45mol/l，碳材料的质量和镍镀液的体积的比为5-15g/L。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，以镍镀液的体积计，所述还原剂的加入量为30~80g/L；

所述碱液由浓度为10g~40g/L的氢氧化钠溶液和浓度为5g/L~10g/L的氨水按照体积比为20：1~1.5混合而成。

5.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，进行真空热压烧结，控制真空度≤10^-3Pa，升温速率为30-100℃/min，烧结温度为750-800℃，烧结压力为15-40Mpa，烧结时间为10-30min，烧结完成后以50-200℃/min的冷却速度进行冷却。

6.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，碳材料为石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的至少一种；石墨为人造球形石墨或天然鳞片石墨，人造球形石墨的粒径为3-1000μm，天然鳞片石墨的粒径为15-1000μm，厚度为1-50μm；碳纳米管的直径为5-20nm，石墨烯的粒径为10-100μm，碳纤维的长度为20-2000μm。

7.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，对碳材料进行粗化后，再对碳材料进行敏化和活化；

除油包括以下具体操作步骤：在80-100℃下，将碳材料加入除油液中处理1-3h，然后用去离子水清洗至中性，得到除油后的碳材料；

粗化包括以下具体操作步骤：在80-100℃下，将除油后的碳材料加入粗化液中处理1-3h，然后用去离子水清洗至中性，得到粗化后的碳材料；

敏化包括以下具体操作步骤：在20-50℃下，将粗化后的碳材料加入敏化液中处理20-50min，然后用去离子水清洗至中性，得到敏化后的碳材料；

活化包括以下具体操作步骤：在20-40℃下，将敏化后的碳材料加入活化液中处理40-80min，然后用去离子水清洗至中性，得到活化后的碳材料；

所述除油液是浓度为2-3mol/L的NaOH溶液或KOH溶液，所述粗化液是浓度为3-5mol/L的浓硝酸溶液或浓硫酸溶液，所述敏化液是氯化亚锡溶液与盐酸的混合溶液，其中氯化亚锡的浓度为0.1-0.2mol/L，HCl的浓度为10-15mol/L，所述活化液是浓度为0.005-0.01mol/L的氯化钯溶液或浓度为0.1-0.4mol/L的硝酸银溶液。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的镍合金骨架增强金属基复合材料。