[发明专利]一种焊接制备碳纳米管增强金属基复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种焊接制备碳纳米管增强金属基复合材料的方法，属于金属基复合材料领域。本发明先取碳纳米管放入混合酸中纯化，将纯化后的碳纳米管加入无水乙醇中超声分散，得碳纳米管悬浮液，向悬浮液中依次加入改性和表面活性剂，超声分散后放入冰箱中静置，离心分离得改性碳纳米管，取铜板为基材，抛光后进行激光处理，得激光处理后的铜板基材，将改性碳纳米管焊接在铜板基材上，即可得到碳纳米管增强金属基复合材料，本发明分别对碳纳米管和基材进行改性和处理，使得碳纳米管均匀的分散在基材表面，使用焊接工艺，使碳纳米管能够较好地嵌入于铜板基体材料中，并且与基体界面结合良好，可以提高复合材料的力学性能。

主权项

一种焊接制备碳纳米管增强金属基复合材料的方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取4～6g碳纳米管，按质量比1:5将碳纳米管加入混合酸中，搅拌混合3～5h后抽滤，得滤渣后用去离子水洗涤2～4次，洗涤后的滤渣放入烘箱中，在60～80℃温度下干燥4～5h，得纯化碳纳米管；所述的混合酸是按质量比2:1由质量分数65%硝酸和质量分数98%硫酸溶液混合；（2）称取3～5g上述纯化碳纳米管加入到150～170mL无水乙醇，超声分散10～15min，得碳纳米管悬浮液，向碳纳米管悬浮液中依次加入1～3g十六烷基三甲基溴化铵和2～4g十六烷基苯磺酸钠，继续超声分散10～15min，将分散后的混合液置于冰箱中，在‑10～‑5℃温度下静置5～7h，静置后取出，再置于烘箱中，在100～120℃条件下静置4～6h，静置后混合液加入离心机中离心分离，得沉淀物，放入烘箱中，在40～50℃温度下干燥8～10h，干燥后得改性碳纳米管，备用；（3）取铜板为基材基材置于抛光机中抛光至铜板基材表面的粗糙度为1.2～1.5μm，将抛光后铜板基材移入C02激光器中，在激光功率为1500～2000W，光斑尺寸为20mm×1mm，扫描速度为120～140mm/min的条件下进行激光处理200～250ms，激光处理后即可得到表面激光处理后的铜板基材；（4）将步骤（2）备用的改性碳纳米管超声焊接在上述表面处理后的铜板基材表面，在频率为25～30KHz、振幅为30～40μm、焊接压力为18～20MPa的条件下，焊接150～200ms，焊接后放入管式炉中，以5～7℃的升温速率升温至650～750℃，保温烧结2～3h，烧结后冷却至室温即可得到备碳纳米管增强金属基复合材料。