[发明专利]CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法

权利要求书

1.CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、用HF溶液对钛箔表面进行预处理，用混合酸对碳纳米管进行酸化处理，所述混合酸是由浓硫酸与浓硝酸配制而成的；

步骤二、用无水乙醇和丙酮配制混合液，再向混合液中加入Al(NO₃)₃和步骤一酸化处理后的碳纳米管，超声分散，获得CNTs悬浮液；

步骤三、以步骤一处理的钛箔作为阴极，以不锈钢片作为阳极，步骤二获得的CNTs悬浮液为电解液，电极间施加直流电，在钛箔表面获得纳米级CNTs沉积层，即获得CNTs/Ti单层材料；

步骤四、将CNTs/Ti单层材料层叠堆垛，最下层和最上层为纯Ti箔，然后进行放电等离子烧结(SPS)；

步骤五、对步骤四获得的材料进行低温轧制，即制备出CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料。

2.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的钛箔厚度为10-100μm。

3.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述HF溶液的体积浓度为10％～20％。

4.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中碳纳米管进行酸化处理是通过下述步骤完成的：

用体积比为(1～3):1的浓硫酸与浓硝酸配制混合酸，再用混合酸对0.1g～0.6g碳纳米管进行酸化处理2～8h，然后稀释至中性，随后进行离心处理；

步骤二中混合液中无水乙醇和丙酮的体积比为1:(1～5)，每升混合液加入0.04g～0.2g的Al(NO₃)₃和0.5g～3.0g步骤一酸化处理后的CNTs，超声分散时间为2～10小时。

5.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中两极板间距离为20～80mm，电泳沉积电压为10～50V，沉积时间为5s～80s。

6.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中两极板之间距离固定为50mm，电泳沉积电压为30V，沉积时间为10s。

7.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中放电等离子烧结温度为300～700℃，压强为40～100MPa，保温时间为5～30min。

8.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中放电等离子烧结温度为500℃，压强为70MPa，保温时间为10min。

9.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中轧制温度为300～500℃，道次间退火时间为5～30min，轧制速度为0.1～2m/s，首道次变形量40％～70％，其余道次变形量为5％～15％，轧制总变形量为70％～96％。

10.根据权利要求1所述的CNTs/Ti仿生微纳米叠层复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中轧制温度为480℃，道次间退火时间为15min，轧制速度为0.15m/s，首道次变形量50％，其余每道次变形量为10％，轧制总变形量为90％。