[发明专利]碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法

权利要求书

1.碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于：是通过在碳纳米管表面原位合成纳米级镁颗粒，从而获得镁包覆碳纳米管复合粉末，再通过超声挤压铸造工艺将其制备成碳纳米管增强镁基复合材料的方法，具体步骤如下：

第一步，镁包覆碳纳米管复合粉末的制备：

将0.01～0.4g的碳纳米管加入到四氢呋喃中形成悬浮液，确保碳纳米管在四氢呋喃中的质量浓度为1×10^-4～4×10^-3g/mL，用超声分散仪对上述含有碳纳米管的四氢呋喃悬浮液进行超声处理20～40min，使碳纳米管均匀分散在四氢呋喃中，再将1.6～4.5g萘、5.2～14.6g粒径为55～80μm的锂粉和35.2～99.0g的无水氯化镁固体依次加入到上述四氢呋喃悬浮液中，将该悬浮液置于充满纯度99.9％的高纯氩气手套箱内，在15～35℃的温度下，在磁力搅拌器上以200～450r/min的转速对该悬浮液进行搅拌12～45h，从而在四氢呋喃中原位合成镁包覆碳纳米管复合粉末，之后采用微孔滤膜和无水乙醇对上述四氢呋喃中原位合成出的镁包覆碳纳米管复合粉末进行过滤和洗涤2～4次，把由此获得的镁包覆碳纳米管复合粉末置于石英方舟中，再将石英方舟置于真空干燥箱中于真空度为-0.07～-0.05MPa、温度为50～65℃的条件下干燥2～3.5h，制得干燥的镁包覆碳纳米管复合粉末，该镁包覆碳纳米管复合粉末中碳纳米管的质量百分比含量为0.04～4.32％；

第二步，碳纳米管增强镁基复合材料的制备：

取6～18g上述第一步制得的镁包覆碳纳米管复合粉末在研钵中研磨3～7min，然后将其放置于真空度为-0.1～-0.01MPa的电阻炉的铁坩埚内，采用电磁感应加热方式将铁坩埚升温至700～850℃并保温20～40min使得其中的镁包覆碳纳米管复合粉末变为熔体状态，再将YPR21D-ZB型超声设备的高强度超声波探头下行至熔体内距离液面30～55mm处以0.5～1.4kW的超声功率对熔体进行超声处理5～12min，而后在2.0～6.0MPa的氩气压力作用下将上述超声处理后的熔体压入预先预热到200～300℃的挤压模具型腔中，随后安装在压力机上的挤压凸模以50～150MPa的静压力和15～25s的保压时间对上述挤压模具型腔中的熔体进行挤压，之后将挤压模具型腔自然冷却到室温，即制得碳纳米管增强镁基复合材料，该复合材料的显微硬度达到HV65.2～75.2、抗拉强度达到321.2～344.6MPa、延伸率达到10.3～12.6％。