[发明专利]金属基纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种金属基纳米复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

提供一半固态金属；

搅拌该半固态金属并向该半固态金属中加入纳米颗粒，得到半固态混合浆料；

将上述半固态混合浆料升温至该半固态金属的液相线温度以上，得到一液态金属-碳纳米管混合物；以及

在大于该半固态金属的液相温度下采用一多维发散高能超声装置对该液态金属-碳纳米管混合物同时施加多个方向的超声波。

2.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该多维发散高能超声装置包括一变幅杆及一高能超声发生器，该变幅杆的一端与该高能超声发生器连接，该变幅杆包括一发射段，该发射段在轴向的不同位置上包括至少两个阶段以及将该两个阶段相连的连接段，该至少两个阶段具有不同的轴截面及平行于变幅杆轴向的侧面。

3.如权利要求2所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该连接段具有一侧面，该侧面从该第一阶段平滑延伸至该第二阶段。

4.如权利要求3所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该侧面为向内凹陷的弧面。

5.如权利要求2所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该连接段轴向的总长度占所述发射段轴向长度的40%至60%。

6.如权利要求2所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该变幅杆远离该高能超声发生器的端部与所述液态金属-碳纳米管混合物的液面距离大于或等于30厘米。

7.如权利要求2所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该变幅杆进一步包括一延长段，该延长段一端与该发射段相连，另一端与所述高能超声发生器相连。

8.如权利要求7所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该延长段露出所述半固态混合浆料之外。

9.如权利要求2所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该采用多维发散高能超声装置对该液态金属-碳纳米管混合物同时施加多个方向的超声波的步骤进一步包括先将该变幅杆的发射段插入该液态金属-碳纳米管混合物中，再通过该高能超声发生器使该变幅杆起振。

10.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述半固态金属的制备方法包括：将金属加热至高于该金属的液相线50°C以上的温度使该金属完全熔化；降低该金属的温度至该金属的液相线和固相线之间，从而得到该半固态金属。

11.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒的材料包括纳米碳化硅颗粒、纳米氧化铝颗粒、纳米碳化硼颗粒及碳纳米管中的一种或多钟。

12.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒的重量百分比为0.1%至5.0%。

13.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述高能超声处理的频率是20千赫兹至27千赫兹，所述高能超声处理的输出功率大于或等于0.8千瓦。

14.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述高能超声处理的处理时间为60秒至1小时。

15.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述高能超声处理的液态金属-碳纳米管混合物的质量为50公斤至100公斤。

16.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在所述高能超声处理的同时进一步包括升高所述液态金属-碳纳米管混合物温度到650°C至780°C的步骤。

17.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，进一步包括冷却该液态金属-碳纳米管混合物的步骤。

18.如权利要求17所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述冷却该液态金属-碳纳米管混合物的步骤包括：将一模具预热至200°C至300°C，以及将所述液态金属-碳纳米管混合物注入该模具中。

19.如权利要求1所述的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，采用保护性气体对该金属进行保护。