[发明专利]一种改性纳米粉末冶金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：由椭球型铜粉、片状铝粉、纳米银修饰碳纳米管阵列和碳化铝复合而成。

2.一种改性纳米粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：球形铜粉在Ar气保护下，添加5wt％的硬脂酸作为助剂，利用行星球磨在420-440r/min下球磨10h获得椭球型铜粉；

步骤2：球形铝粉通过在乙醇溶剂中搅拌球磨，在100r/min下搅拌球磨4h后，在真空环境，70℃下干燥获得片状铝粉；

步骤3：椭球型铜粉、片状铝粉、纳米银修饰碳纳米管阵列和碳化铝在三维粉末混料机中混合3-4h使四相均匀混合，在Ar气氛下利用行星球磨机，在420-440r/min下球磨15min获得混合粉末；

步骤4：混合粉末在500MPa下压制成直径为40mm的圆柱；

步骤5：在500-570℃下真空烧结1.5-2h；

步骤6：降温至450-475℃，挤压获得致密的冶金棒材；

步骤7：冶金棒材在530℃下固溶3h，水淬；

步骤8：将材料表面进行涂黑处理，置于激光处理平台上，采用宽带扫描转镜系统对粉末冶金材料进行热处理即得。

3.根据权利要求2所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述铜片状粉末、片状铝粉、纳米银修饰碳纳米管阵列和碳化铝的质量比为：(3-5):90:(1-3):(2-5)。

4.根据权利要求2所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述纳米银修饰碳纳米管阵列的制备方法：

(1)将6g硝酸银溶于30mL蒸馏水和6mL浓氨水中，得到银氨络合物溶液；

(2)将1.5g琥珀酸溶于200mL蒸馏水和15mL浓氨水中，得到琥珀酸水溶液；

(3)将银氨络合物溶液与琥珀酸水溶液混合均匀，常温下，向上述混合溶液逐滴滴加硼氢化钠溶液，滴加完成后再搅拌1h，得纳米银胶体；

(4)将碳纳米管阵列浸渍其中，搅拌30min；

(5)再加入磷酸，调节其pH＝4～6，反应1h，用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次，烘干即得纳米银修饰碳纳米管阵列。

5.根据权利要求4所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述硼氢化钠与硝酸银的摩尔比为4。

6.根据权利要求4所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述步骤(5)磷酸与步骤(3)的纳米银胶体的体积比为：1:4。

7.根据权利要求2所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述碳化铝的制备方法为：

(1)将2g聚碳硅烷溶于300mL的正己烷中；

(2)加入200g铝粉，磁力搅拌1h以使包覆均匀；

(3)50℃加热搅拌至正己烷完全蒸发，得聚碳硅烷包覆铝粉末；

(4)将聚碳硅烷包覆铝粉末装入软模进行冷等静压成形，压力为200MPa，保压时间为90s；

(5)将制得的生坯置于管式炉中在高纯氩气保护下进行烧结即得碳化铝。

8.根据权利要求7所述的一种改性纳米粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：所述烧结条件为：氩气流量为500mL/min，先以5℃/min的升温速率升温到1000℃，再以2℃/min的升温速率升温到烧结温度1100～1300℃，保温时间为2h，随炉冷却。

9.根据权利要求2所述的一种改性纳米粉末冶金材料，其特征在于：所述步骤8中激光处理条件为宽带光斑尺寸25mm×2mm，激光功率1300W，扫描速度150mm/min。