[发明专利]碳纳米管增强泡沫铝基复合材料的制备方法

摘要

一种碳纳米管增强泡沫铝基复合材料的制备方法，属于泡沫铝基复合材料的制备技术。该方法包括以下过程：采用化学气相沉积法得到碳纳米管均匀分散在铝粉表面的复合粉末，进而通过机械球磨将碳纳米管嵌入铝基体内部的同时控制复合粉末的粒径在150μm以下；将球磨后得到的复合粉末和尿素颗粒进行混合，并加入少量无水乙醇提高混合的均匀性；将混合物冷压成型，在80℃的热水中浸泡5小时以上，干燥后在氩气保护的气氛中于620～660℃烧结2～5小时，得到碳纳米管增强泡沫铝基复合材料。本发明的优点，可以实现对泡沫铝基复合材料的孔径、孔形状、孔隙率的良好控制，并且能够直接成型复杂零件；增强相碳纳米管呈三维网状在铝泡沫壁均匀穿插分布，所得材料性能优良稳定。

主权项

一种碳纳米管增强泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：1)将六水合硝酸钴和铝粉按照0.02～0.2:1的质量比加入到无水乙醇中，其中无水乙醇的用量为铝粉质量的5～40倍，在60℃下恒温持续搅拌，直至无水乙醇挥发完全；将得到的粉末干燥后置于管式炉中，在氩气的保护下升温至450℃，关闭氩气并以100～400ml/min的流量通入氢气，在450℃下保持2小时；随后关闭氢气，在氩气保护下继续升温至600℃，通入乙炔和氩气的混合气反应5～90分钟，其中乙炔和氩气的体积比为1:6～16；最后关闭混合气，在氩气的保护下冷却至室温，得到碳纳米管均匀分散在铝粉表面的复合粉末；2)将步骤1)得到的碳纳米管和铝的复合粉末与不锈钢球一起置入球磨罐中，其中复合粉末和不锈钢球的质量比为1:10～20，之后将球磨罐抽真空，并充入氩气作为保护气体，在300～500转/分钟的转速下球磨0.5～6小时；3)将步骤2)球磨后得到的复合粉末和粒径为0.5～2.5mm的球形尿素颗粒进行混合而形成混合物，其中尿素颗粒的重量占混合物总量的33～75％；在混合过程中加入少量无水乙醇以提高混合的均匀性，无水乙醇加入量为每10g混合物中添加1～2mL；随后将混合物在常温及300～600MPa的压力下压制成型，保压时间2～5分钟，得到预制块；4)将步骤3)得到的预制块置于80℃的热水中浸泡5小时以上，干燥后置于管式炉中，以200～400mL/min的流速持续通入氩气作为保护气体，以5～10℃/min的速率升温至620～660℃，保温2～5小时，最后随炉冷却至室温，得到碳纳米管增强泡沫铝基复合材料。