[发明专利]纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其制备步骤包括：在超声波的作用下，先将纳米碳材料分散到分散溶液中，得到前躯体溶液；然后在超声波和机械搅拌的共同作用下，再将超硬材料微粉分散在所述前躯体溶液中制得纳米粉体混合液；最后将所述纳米粉体混合液干燥处理制得复合粉体；其中，所述分散溶液为无水乙醇或去离子水；将所述复合粉体置于石墨模具中，以80℃/min～100℃/min的升温速率在1150℃～1350℃的烧结温度和30MPa～100MPa的烧结压力下进行放电等离子烧结5 min～30 min，自然冷却制得纳米碳材料增强超硬材料基复合材料；所述超硬材料微粉为纳米金刚石或纳米立方氮化硼，且粒度为8 nm～60 nm；所述纳米碳材料为多壁碳纳米管或石墨烯。

2.根据权利要求1所述的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其特征在于，当所述纳米碳材料为多壁碳纳米管时，制得所述复合粉体的步骤还包括：对所述纳米粉体混合液先进行球磨混合8 h～10 h，再进行真空干燥处理，从而得到所述复合粉体，其中在所述复合粉体中所述多壁碳纳米管的质量分数大于0%小于等于5%。

3.根据权利要求1所述的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其特征在于，当所述纳米碳材料为石墨烯时，在制得所述复合粉体的步骤中，控制所述复合粉体中所述石墨烯的质量分数大于5%小于等于15%；且在对所述复合粉体进行放电等离子体烧结处理时，烧结处理的烧结温度为1200℃～1350℃。

4.根据权利要求3所述的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的层数为1层～10层、厚度为0.55 nm～3.74 nm。

5.根据权利要求2所述的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其特征在于，当所述纳米碳材料为多壁碳纳米管时，对所述复合粉体进行放电等离子体烧结的烧结温度为1150℃～1300℃。

6.根据权利要求5所述的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的制备方法，其特征在于，所述多壁碳纳米管直径为10 nm～60 nm、长度为5 微米～100 微米。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的制备方法获得的纳米碳材料增强超硬材料基复合材料的应用，其特征在于，它作为增强体与硬质合金复合，应用于超硬切削和磨削工具中。