[发明专利]一种石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁基复合材料的制备方法。

背景技术

现代科学技术日新月异的发展对传热散热和减振降噪技术有十分迫切的需求。目前传热散热和减振降噪技术的应用已经涉及到航空航天、核工业、军事装备、陆上交通运输工具、重工业、电力机械部门、轻工业、纺织工业部门、大型建筑物和土木结构等众多领域。高效导热和散热是热管理领域的关键问题，因此对作为热控重要组成部分的导热材料提出了越来越高的要求，迫切需要开发质量轻、导热率高的材料。另一方面，阻尼材料可以在不使用外部减震结构的条件下来减小振动，其优点在于可以根据实际使用环境灵活选材，其结构质量轻、体积小，可以提高使用能效。

镁基复合材料密度小、减振性能较好，同时具有资源丰富、可再生回收等优势，是环保、节能和再生的首选绿色结构材料。但是目前的镁基复合材料还无法同时具备高导热高阻尼性能。

发明内容

本发明是要解决目前的镁基复合材料还无法同时具备高导热高阻尼性能的技术问题，从而提供一种石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法。

本发明的一种石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

一、制备半固态熔融镁合金：将基体镁合金从室温升温至700℃～750℃，然后将温度降至580℃～650℃，得到半固态熔融镁合金；

二、制备石墨-合金熔体：将步骤一得到的半固态熔融镁合金在转速为500rpm～2000rpm的条件下进行搅拌，同时将石墨颗粒加热到450℃～500℃，得到预热的石墨颗粒，在转速为500rpm～2000rpm的条件下将预热的石墨颗粒加入到半固态熔融镁合金中，继续在转速为500rpm～2000rpm的条件下进行搅拌10min～25min，得到石墨-合金熔体；步骤二所述的石墨颗粒与半固态熔融镁合金的体积比为1:（2.3～19）；

三、制备石墨颗粒增强镁基复合材料：将步骤二得到的石墨-合金熔体升温至全部成液态，然后将液态的石墨-合金熔体浇注到温度为450℃～500℃的模具中并在100MPa～150MPa压力下凝固，得到石墨颗粒增强镁基复合材料。

本发明的优点：

本发明制备的石墨颗粒增强镁基复合材料通过搅拌铸造以及控制石墨颗粒的体积分数，充分发挥石墨颗粒的增强导热与阻尼效果，获得了导热和阻尼性能兼顾的镁基复合材料，使得阻尼性能提高了5倍，导热性能提高了2倍。

附图说明

图1为试验一制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的SEM图；

图2为试验二制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的SEM图；

图3为试验三制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的SEM图；

图4为试验四制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的SEM图；

图5是在频率为1Hz的条件下进行阻尼性能测试的试验结果数据图，曲线1为试验四制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能测试的试验结果数据图，曲线2为试验三制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能测试的试验结果数据图，曲线3为试验二制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能测试的试验结果数据图，曲线4为试验一制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能测试的试验结果数据图，曲线5为AZ91镁合金的阻尼性能测试的试验结果数据图；

图6为导热率测试数据图，点1为AZ91镁合金的导热率测试数据，点2为试验一制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的导热率测试数据，点3为试验二制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的导热率测试数据，点4为试验三制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的导热率测试数据，点5为试验四制备的石墨颗粒增强镁基复合材料的导热率测试数据。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中一种石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：

一、制备半固态熔融镁合金：将基体镁合金从室温升温至700℃～750℃，然后将温度降至580℃～650℃，得到半固态熔融镁合金；

二、制备石墨-合金熔体：将步骤一得到的半固态熔融镁合金在转速为500rpm～2000rpm的条件下进行搅拌，同时将石墨颗粒加热到450℃～500℃，得到预热的石墨颗粒，在转速为500rpm～2000rpm的条件下将预热的石墨颗粒加入到半固态熔融镁合金中，继续在转速为500rpm～2000rpm的条件下进行搅拌10min～25min，得到石墨-合金熔体；步骤二所述的石墨颗粒与半固态熔融镁合金的体积比为1:（2.3～19）；