[发明专利]一种激光-感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法

权利要求书

1.一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，其特征在于方法步骤如下： 

（1）将Cu合金粉末、Fe合金粉末与碳纳米管粉末按质量比3：2：0.13混合，然后加入到丙烯酸树脂中，经机械搅拌配制成浆料；

（2）将配制好的浆料放入行星式球磨机内混合均匀后，放置于干燥箱内在150~180℃温度下烘干，经机械研磨成粒度均匀、流动性好、碳纳米管分布均匀的Cu-Fe基复合粉末，并放置于旁轴自动送粉器的装料斗内；

（3）采用激光－感应复合熔覆的方法在基材表面制备碳纳米管增强的Cu-Fe基复合材料，其显微结构为：粒径为2~5μm的球状富Fe颗粒均匀镶嵌于富Cu基体内，粒径为2~5nm的富Cu晶粒均匀分布于球状富Fe颗粒内部，采用的工艺参数：基材为碳钢或不锈钢，CO₂激光器的功率为3~5kW，扫描速度为3~3.5m/min，光斑直径为5mm，高频感应加热器的功率为50~60kW，送粉率为95~110g/min，喷射角为53°，搭接率为45~60%；

（4）采用线切割法将基材去除，将获得的碳纳米管增强的Cu-Fe基复合材料浸入pH=1、浓度为0.15~0.2 M 的HNO₃ 溶液中进行选择性电化学腐蚀处理，使用的电压为13~15V，时间为8~20min，获得孔径为2~10 nm的富铁多孔复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，使用的Cu合金粉末的化学成分为(质量百分比)：90%Cu与10%Ni；使用的Fe合金粉末的化学成分为(质量百分比)：85%Fe、5%Cr、3%Ni、4%Si、2.5%B与0.5% C；使用的碳纳米管为纯度大于95%、外径30~50nm、内径5~12nm、长度10~20nm的多壁碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，其特征在于：进行所述的步骤（1）时，丙烯酸树脂与混合粉末的质量比为2：1。

4.根据权利要求1所述的一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，其特征在于：进行所述的步骤（2）时，球磨的转速为200~300转/分，时间为20~25小时，球与浆料的质量比为10：1，获得的Cu-Fe基复合粉末的粒径为30~50μm。