[发明专利]一种高韧性铝合金复合材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石墨蠕虫或纳米碳粉体与去离子水混合均匀，以剪切速度≥9000转/秒的速度进行分散剥离，制得纳米碳浆料；

(2)以铝粉、铜粉、硅粉和镁粉为原料粉体，分散于聚硅氧烷溶液中，在真空状态下将原料粉体与聚硅氧烷溶液混合并球磨成为片状，制得铝箔浆料；

(3)将步骤(1)得到的纳米碳浆料和步骤(2)得到的铝箔浆料装入密闭水冷压力反应釜中，通入丙烷气体并密封容器，缓慢搅拌混合均匀；

(4)将步骤(3)得到的混合物以1℃/min的速率升温、以0.05MPa～0.2MPa的速率加压，当温度升高至90℃～150℃、压力提升至4～9MPa时，丙烷达到超临界流体状态；

(5)将步骤(4)得到的混合物保持0.5hour～10hour，再以1℃/min～5℃/min的速率降温，或以0.02MPa～0.1MPa的速率降压，或同时降温降压，得到复合浆料；

(6)将步骤(5)得到的复合浆料过滤，回收溶剂，真空干燥，得到高韧性铝合金复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的石墨蠕虫的比表面积大于50m²/g；所述石墨蠕虫由可膨胀石墨加热至300～1100℃膨胀后得到；所述可膨胀石墨的膨胀倍数大于150。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的石墨蠕虫或纳米碳粉体与去离子水的质量比为(1～35)：100。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的所述纳米碳浆料的平均粒径小于50μm。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述原料粉体与聚硅氧烷溶液的质量比为(10～60)：100；所述铝粉、铜粉、硅粉、镁粉的质量比为100：(1～50)：(1～30)：(1～30)；所述铝粉的直径为30～100μm。

6.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用搅拌球磨机将粉体复合球磨成为片状；研磨介质为氧化锆珠，所述氧化锆珠的直径为5～30mm，所述搅拌球磨机的转速为20～800rpm，搅拌温度控制在20～35℃，搅拌时间为1～20h；所述原料粉体与氧化锆珠的质量比为(1～40)：100。

7.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述铝箔浆料的比表面积大于10m²/g。

8.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的所述纳米碳浆料和铝箔浆料固含量的质量比为(10～60)：100。

9.根据权利要求1所述的一种高韧性铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)的真空干燥的工艺为：用托盘将湿颗粒放在真空烘箱内干燥，蒸汽冷凝回收溶剂，升温到60℃保持2～5h，升温到80℃保持1～4h，升温到100℃保持1～2h，真空状态下降至室温方可将空气回流到真空烘箱，保持2h，得到干燥的高韧性铝合金复合材料。

10.一种如权利要求1-9任一所述的方法制得的高韧性铝合金复合材料在铸造领域中的应用。