[发明专利]一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法及其应用

权利要求书

1.一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1:将石墨蠕虫或纳米碳粉体与有机溶剂装入密闭水冷压力反应釜中进行混合、分散，制得纳米碳浆料；

所述步骤S1中石墨蠕虫或纳米碳粉体与有机溶剂的质量比为(1～25)：100；所述有机溶剂由甲基异丁酮、二甲基甲醇、三乙醇胺按照质量比(2～40)：(5～60)：(4～30)配制而成；

S2：在密闭热水压力反应釜中，将步骤S1得到的纳米碳浆料中加入有机硅树脂，搅拌混合均匀，制得纳米碳复合浆料；

所述步骤S2中纳米碳浆料与有机硅树脂的质量比为100：(1～30)；所述有机硅树脂由正硅酸乙酯、无水乙醇、二丁基二月桂酸按照质量比(1～40)：(2～40)：(3～30)配制而成；

S3：将纳米碳复合浆料在真空状态下干燥、烧结，制得纳米碳复合粉；

S4：以铝粉、碳化硅粉、硅粉、镁粉、纳米碳复合粉为原料粉体，分散于无水乙醇溶液中，混合并球磨成为片状，制得铝箔浆料；

所述铝粉、碳化硅粉、硅粉、镁粉、纳米碳复合粉的质量比为100：(1～40)：(1～20)：(1～25)：(1～20)；

S5：将铝箔浆料过滤，回收溶剂，真空干燥，制得低热膨胀率铝合金复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的石墨蠕虫的比表面积大于40m²/g；所述石墨蠕虫由可膨胀石墨加热至400～1100℃膨胀后得到；所述可膨胀石墨的膨胀倍数大于200；所述混合、分散的剪切速度≥9000转/秒。

3.根据权利要求1所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的纳米碳浆料的平均粒径小于40μm。

4.根据权利要求1所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中，纳米碳复合浆料的烧结温度为200℃～700℃，时间为1h ～10h 。

5.根据权利要求1所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，步骤S4中，所述铝粉、碳化硅粉、硅粉、镁粉和纳米碳复合粉原料粉体与无水乙醇溶液的质量比为(10～40)：100；所述铝粉的直径为30～100μm。

6.根据权利要求1所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S4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1～40h；所述铝粉、碳化硅粉、硅粉、镁粉、纳米碳复合粉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所述的一种制备低热膨胀率铝合金复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S4中铝箔浆料的比表面积大于5m²/g。

8.一种如权利要求1-7任一所述的方法制得的低热膨胀率铝合金复合材料在铸造领域中的应用。