[发明专利]发动机或发动机部件及其制造方法

权利要求书

1.由金属，特别是Al或Mg，或包含其中的一种或多种的合金制成的发动机(52)，特别是内燃机或喷气动力装置，或发动机部件(54，56)，其特征在于该发动机或发动机部件由纳米粒子，特别是CNT，增强的所述金属的复合材料制成，其中该增强的金属具有包含至少部分被所述纳米粒子隔开的金属微晶的微结构。

2.权利要求1的发动机部件(54，56)，所述发动机部件是所述发动机的汽缸盖(56)、汽缸体(54)、曲轴箱或活动部件之一。

3.权利要求1或2的发动机或发动机部件，其中该复合物包含具有1纳米至100纳米，优选10纳米至100纳米或大于100纳米至至多200纳米的尺寸的金属微晶。

4.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中纳米粒子也包含在至少一些微晶内。

5.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中该复合材料的按重量计的CNT含量为0.5至10.0％，优选2.0至9.0％，最优选3.0至6.0％。

6.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中该纳米粒子由CNT形成，其中至少一部分CNT具有由一个或多个卷绕石墨层构成的卷绕结构，各石墨层由两个或更多个石墨烯层相互叠加构成。

7.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中至少一部分所述纳米粒子在它们的外表面上官能化，特别是粗糙化。

8.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中该复合材料的Vickers硬度超过原始金属的Vickers硬度40％或更多，优选超过80％或更多。

9.前述权利要求之一的发动机或发动机部件，其中该金属由Al合金形成，且该复合材料的Vickers硬度高于250HV，优选高于300HV。

10.包含第一部件(54)、第二部件(56)和连接第一和第二部件(54，56)的连接件(58)的发动机(52)，特别是内燃机或喷气动力装置，

其中第一和第二部件(54，56)中的至少一种是根据权利要求1至12之一的发动机部件，且

其中连接件(58)由纳米粒子增强的金属的复合材料制成，

其中所述第一和第二部件(54，56)中的所述至少一种的所述金属或金属合金与连接件(58)的金属组分相同或具有与连接件(58)的金属组分偏差小于50mV，优选小于25mV的电化学势。

11.权利要求10的发动机，其中由第一部件(54)、第二部件(56)和连接件(58)组成的组中的至少两个成员由纳米粒子增强的金属或金属合金的复合材料制成但具有不同的纳米粒子浓度，其中

所述两个成员的按重量计的纳米粒子百分比数值优选相差所述数值的较高那个的至少10％，更优选至少20％。

12.制造发动机部件(54，56)，特别是内燃机或喷气动力装置的部件的方法，包括下列步骤：

制造复合粉末材料，所述材料包含金属和纳米粒子，特别是碳纳米管(CNT)，

所述复合粉末粒子包含至少部分被所述纳米粒子相互隔开的金属微晶，和

将该复合粉末压实成最终发动机部件(54，56)或所述发动机部件(54，56)的坯件的步骤。

13.权利要求12的方法，其中压实该复合粉末的步骤包括热等静压制、冷等静压制、粉末挤出、粉末轧制或烧结。

14.权利要求12或13的方法，其中该复合粉末粒子包含具有1纳米至100纳米，优选10纳米至100纳米或大于100纳米至至多200纳米的尺寸的轻金属微晶。

15.权利要求12至14之一的方法，进一步包括通过机械合金化加工金属粉末和所述纳米粒子以形成所述复合粉末的步骤。

16.权利要求15的方法，其中加工该金属粉末和纳米粒子以使纳米粒子也包含在至少一些微晶内。

17.权利要求12至16之一的方法，其中所述金属是轻金属，特别是Al、Mg或包括其中一种或多种的合金。

18.权利要求12至17之一的方法，其中由以平均尺寸大到足以由于低成尘可能而容易操作的缠结CNT附聚物粉末形式提供的碳纳米管(CNT)形成所述纳米粒子。