[发明专利]一种利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法

权利要求书

1.一种利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）碳纳米管的制备：通过化学气相沉积法获得碳纳米管，作为备用；

2）铝合金板预处理：取两块侧面相互配合的铝合金板，作为第一料板和第二料板，并在第一料板的侧面加工出一道凹槽；

3）铝合金板填入增强相材料：将步骤1）得到的碳纳米管作为增强相材料填入凹槽，然后将第一料板带有凹槽的侧面和第二料板的侧面配合对接，并固定住第一料板和第二料板；

4）双轴肩搅拌摩擦焊加工：启动双轴肩搅拌摩擦装置，将搅拌针从侧面对准第一料板和第二料板的对接缝，搅拌头带动搅拌针开始旋转，上轴肩、下轴肩分别紧贴着第一料板和第二料板的上下两面，搅拌针旋转进入待加工区，沿着对接缝按照设定的进给速度进行双轴肩搅拌摩擦加工；

5）碳纳米管增强铝基复合材料制成：双轴肩搅拌摩擦装置将碳纳米管和铝合金板均匀搅拌焊接在一起，从而获得相应的搅拌区，该搅拌区材料即为制备的碳纳米管增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述碳纳米管采用催化剂抑制无定型碳和其它形态碳的生长，其直径为10～30nm的大管径单壁管或多壁管。

3.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述碳纳米管的纯度大于95%。

4.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述凹槽的横截面积为搅拌针的横截面积的10%～30%。

5.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述搅拌头转速为400～1600rpm，进给速度为100～1000mm/min。

6.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述搅拌头的旋转轴向和进给方向垂直。

7.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述搅拌针采用螺纹设计，其上半部分为右旋螺纹，其下部分为左旋螺纹。

8.根据权利要求1所述的利用双轴肩搅拌摩擦工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法，其特征在于：所述上轴肩、下轴肩产生的顶锻力相互抵消，其顶锻力之和为零。