[发明专利]一种含纳米钻石烯的钛基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种含纳米钻石烯的钛基复合材料，其特征在于，所述钛基复合材料是在基体颗粒中添加纳米钻石烯获得，所述基体颗粒为纯钛或钛合金；所述纳米钻石烯添加前须经以下预处理：

a)超声波碱洗：将纳米钻石烯置于碱液中超声波碱洗，采用的超声波频率为25～30KHz，碱液为浓度8%～12%的NaOH溶液，碱液温度为50℃～60℃，搅拌速度为25～30rpm，清洗时间为25～30min；

b)超声波清洗：超声波频率均为30KHz，清洗液为去离子水，搅拌速度为25～30rpm，搅拌时间为20～30min，取上层清液测量pH值，反复清洗直至pH=7；

c)酸洗活化：酸洗液为浓度为25%～30%的硫酸溶液，酸洗温度控制在50～60℃，搅拌速度为15～20rpm，搅拌时间为20～30min，以达到将原料表面活化的目的；

d)超声波水洗：超声波水洗为常温清洗，超声波频率为30～40KHz，水洗液为去离子水，将原料入去离子水中并旋转搅拌，旋转转速为20～25rpm，搅拌时间为8～10min，取上层清液测量pH值，反复清洗直至pH=7；

e)真空镀钛：将清洗烘干后的纳米钻石烯颗粒与三氯化钛和氢化钛粉末混匀，在真空环境下加热至700～800℃进行真空微蒸发镀钛处理1～2h即可。

2.如权利要求1所述含纳米钻石烯的钛基复合材料，其特征在于，所述基体颗粒与纳米钻石烯的用量为100:（0.1～5）。

3.如权利要求2所述含纳米钻石烯的钛基复合材料，其特征在于，所述基体颗粒的粒径为0.1～100μ m ；所述钛合金为钛铝钒、钛钼或钛镍。

4.权利要求1-3任一所述含纳米钻石烯的钛基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）分散：将预处理好的纳米钻石烯按50nm：100nm：250nm=(1～2)：(2～3)：(4～5)的粒度进行混合配比，然后取混合好的纳米钻石烯0.1～5份，加入到100～200份的无水乙醇中，搅拌并超声分散30～60min，搅拌速度为1000～2000rpm，超声波频率为30～40KHz，最后加入100份的基体颗粒，继续分散60～120min；

2)球磨：将步骤1）所得的混合液按球液比为（2～4）:1加入到球磨机中球磨3～10h，球磨机转速为300～400rpm，磨球材质为TiC，大小为5～10mm；

3)烘干：将步骤2）中的混合物在真空或保护气体环境下烘干，烘干温度为80～100℃，时间为2～5h；

4)压制烧结：将步骤3)中的混合料在三维混料机中混合2～3h，装入模具中压制成形，然后在无氧条件下热压烧结即得。

5.如权利要求4所述含纳米钻石烯的钛基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中，烧结采用两段升温升压式：先将压力升至20～30MPa，温度升至700～900℃，保温20～50min；再将压力升至40～50MPa ，温度升至1100～1400℃，保温5～20min，之后冷却卸压出模即可。