[发明专利]一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料，其质量百分数为：单壁碳纳米管：0.1%～0.5%；铝合金基体：99.5%～99.9%；所述单壁碳纳米管的管径为1纳米～20纳米，所述单壁碳纳米管的长度0.5微米～30微米；其中，所述铝合金基体为预合金粉末；所述预合金粉末的平均粒度为1微米～30微米；所述预合金粉末原料中还添加了0.1%～1%的分散剂；所述分散剂为聚氧乙烯山梨醇酯；所述铝合金基体为两种不同平均粒度比例混合而成；所述两种不同平均粒度比例为20%～80%；所述单壁碳纳米管在超声波中充分分散到所述的预合金粉末原料中；所述铝合金基复合材料经过粉末冶金热压烧结和热轧加工得到高性能铝合金基复合材料，所述铝合金基复合材料经过热压烧结和热轧加工提高致密度和强度；所述铝合金基复合材料的抗拉强度为500MPa～900MPa，延伸率为7.5%～12%，致密度为99%～100%；所述铝合金基体为6系变形铝合金或7系变形铝合金；所述6系变形铝合金组分的质量百分数为：

Si：0.4%～0.8%；

Zn：≤0.25%；

Cu：0.15%～0.4%；

Mg：0.8%～1.2%；

Mn：≤0.15%；

Ti：≤0.15%；

Cr：0.04%～0.35%；余量为Al；

所述7系变形铝合金组分的质量百分数为：

Si：≤0.4%；

Zn：5.1%～6.1%；

Cu：1.2%～2.0%；

Mg：2.1%～2.9%；

Mn：≤0.3%；

Ti：≤0.2%；

Cr：0.18%～0.28%；

Fe：≤0.5%；余量为Al。

2.根据权利要求1所述一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1原料称取，分别称取单壁碳纳米管0.1%～0.5%，铝合金基体99.5%～99.9%的原料；所述单壁碳纳米管的管径为1纳米～20纳米，所述单壁碳纳米管的长度0.5微米～30微米；所述铝合金基体为预合金粉末；所述预合金粉末的平均粒度为1微米～30微米；

S2原料混合，将S1称取的单壁碳纳米管和铝合金基体原料在混合装置中混合均匀，得到混合粉末；

S3热压烧结，将S2混合均匀的粉末进行真空热压烧结，其烧结温度为450℃～520℃，烧结压力为5MPa～20MPa，烧结时间为0.5小时～2小时，得到复合胚料；

S4热轧加工，将S3所述复合胚料进行热轧加工，热轧温度为350℃～450℃，热轧变形量为20%～80%；

S5铝合金基复合材料，将S4热轧后的复合材料在空气或惰性气体中自然冷却，得到铝合金基复合材料。

3.根据权利要求2所述一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述单壁碳纳米管采用超声波分散到所述铝合金基体的预合金粉末中，所述超声波的分散时间为1小时～3小时。

4.根据权利要求2所述一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S2所述混合装置采用真空干磨方式，混合时间为1小时～3小时，混合转速为200rpm～300rpm。

5.根据权利要求2所述一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S3所述热压烧结是将混合粉末置于钢模具中双向加压，放入烧结炉进行真空烧结，所述烧结温度为480℃～500℃，所述烧结压力为10MPa～15MPa，所述烧结时间为1小时～1.5小时。

6.根据权利要求2～5任一项所述一种高强韧性单壁碳纳米管铝合金基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S4所述热轧加工的热轧温度为400℃～450℃，热轧变形量为60%～80%。