[发明专利]用于母线的铝-碳金属基质复合材料

权利要求书

1.一种被配置用于配电应用的母线，所述母线包括：

包含浓度为0.01重量％(wt％)至2wt％的纳米级碳粒子的铝(Al)金属基质复合材料(MMC)，

其中所述纳米级碳粒子均匀地遍布于整个Al-MMC中。

2.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.1wt％至1wt％的范围内。

3.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子的所述浓度在0.2wt％至0.8wt％的范围内。

4.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子包括单壁碳纳米管(CNT)。

5.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子包括多壁CNT。

6.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子包括石墨烯纳米片(GNP)、富勒烯、纳米金刚石或它们的任何组合。

7.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子包括具有主要为sp²或sp³碳的纳米粒子。

8.根据权利要求1所述的母线，其中所述纳米级碳粒子选自由以下项构成的组：

CNT、

GNP、

富勒烯、

纳米金刚石、

具有主要为sp²或sp³碳的纳米粒子以及

它们的任何组合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的母线，其中所述母线具有大于50％国际退火铜标准(IACS)的电传导率、大于80MPa的极限拉伸强度(UTS)以及大于10％的伸长率。

10.根据权利要求9所述的母线，其中所述母线具有大于50％IACS的电传导率、大于120MPa的UTS以及大于30％的伸长率。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的母线，其中所述母线具有大于50％IACS的电传导率、大于200MPa的UTS以及大于1％的伸长率。

12.根据权利要求11所述的母线，其中所述母线具有大于50％IACS的电传导率、大于300MPa的UTS以及大于3％的伸长率。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的母线，其中在400℃加热所述母线1小时或在310℃加热所述母线400小时之后，所述母线的所述UTS为其在加热之前的UTS的至少90％。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的母线，其中在施加其室温屈服强度的80％的载荷的情况下在150℃进行蠕变测试100小时之后，所述母线示出小于5％的总位移。

15.根据权利要求14所述的母线，其中在施加其室温屈服强度的80％的载荷的情况下在150℃进行蠕变测试500小时之后，所述母线示出小于5％的总位移。

16.根据权利要求1至8中任一项所述的母线，其中所述配电应用是汽车应用。

17.根据权利要求16所述的母线，其中所述母线具有高达约0.5wt％的总碳含量和碳的均匀分布，其中大于约1μm的碳粒子的总面积分数小于约0.38％。

18.一种用于实现纳米级碳粒子均匀遍布于整个金属基质复合材料(MMC)部件中的方法，所述方法包括：

获得包含金属基质和纳米级碳粒子的金属基质复合材料(MMC)原料材料；以及

通过固态变形工艺加工所述MMC原料材料以形成具有所述纳米级碳粒子均匀遍布于整个所述MMC部件中的所述MMC部件。