[发明专利]一种用于电磁屏蔽的碳纳米管增强铝基复合泡沫材料的制备方法

说明书

本发明涉及铝基复合泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种用于电磁屏蔽的碳纳米管增强铝基复合泡沫材料的制备方法。制备方法包括以下步骤：将碳纳米管和两性离子表面活性剂置于乙醇溶液中超声分散，得到碳纳米管悬浮液；在搅拌过程中向得到的碳纳米管悬浮液中缓慢加入铝粉，搅拌至乙醇完全挥发后干燥，得复合粉末；将干燥后的复合粉末和研磨球放入球磨罐中，球磨时间为0.5～5h，得到碳纳米管/铝复合粉末；将碳纳米管/铝复合粉末和尿素颗粒均匀混合后置于冷压模具中，压制得到预制块，将预制块水浴溶解去除尿素颗粒后干燥、烧结，制得碳纳米管增强铝基复合泡沫材料。本发明所提供的制备过程简单、易操作，大大简化了制备工艺。

技术领域

本发明涉及铝基复合泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种用于电磁屏蔽的碳纳米管增强铝基复合泡沫材料的制备方法。

背景技术

泡沫铝是一种集结构和功能于一体的新型材料，既具有轻质、高比强度和比刚度等力学性能，又具有电磁屏蔽、阻燃散热、隔音降噪和减振吸能等多种功能特性。材料本身的多孔效应使泡沫铝形成以反射损耗为主导的电磁屏蔽机制，但反射的电磁波会对环境造成二次污染，因此需要提高泡沫铝的吸收损耗。管径为纳米级的碳纳米管具有较低的密度和优异的力学性能、电学性能。将碳纳米管作为泡沫铝的增强相可有效提高泡沫铝对电磁波的衰减作用，并保障泡沫铝的力学性能，使其应用范围更加广阔。

针对碳纳米管增强铝基复合泡沫材料，目前其主流制备方法是粉末冶金法。该方法主要分为两步，首先是进行碳纳米管/铝复合粉末的制备，再结合直接吹气法、熔融发泡法或填加造孔剂法等成型方式进行铝基复合泡沫材料的制备。对于碳纳米管/铝复合粉末的制备方法，按照碳纳米管的来源可以将其分为两类：一是原位生长碳纳米管法，即在铝粉表面原位生长碳纳米管；二是非原位生长碳纳米管法，即先制备好碳纳米管，再将其与铝粉进行混合。

在采用非原位生长碳纳米管法制备碳纳米管/铝复合粉末时，多数是通过直接球磨法来实现碳纳米管和铝粉之间的混合。但采用该混合方式需要向复合粉末输入较高的能量才能达到良好的混合效果，即需要高转速、长时间的球磨，因此会对碳纳米管的结构完整性造成破坏，严重影响铝基复合泡沫性能的提高。

公开号为CN107217176A的专利中提出了通过加入一定比例的铁磁性材料来制备高电磁屏蔽性能的泡沫铝材。公开号为CN109881036A的专利中提出了通过分步复合加入镁块和空心陶瓷微球的方式来制备用于电磁屏蔽的铝基复合泡沫材料。公开号为CN107083526A的专利中提到了通过加入硅化镁、氧化镧、氧化铁等物质来改善泡沫铝材料的电磁屏蔽性能。这些专利都是采用发泡法来成型泡沫材料。但通过该成型方法制得的泡沫铝的孔隙率和孔径较难精准控制，会造成泡沫铝性能不稳定的问题，不利于在对质量和性能要求较高的条件下使用，限制了泡沫铝的适用范围。因此，提供一种可实现孔径均匀、具有优异的电磁屏蔽性能并兼具良好力学性能的铝基复合泡沫材料是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种可实现孔径均匀、电磁屏蔽性能优异且兼具良好力学性能的铝基复合泡沫材料的制备方法。

一种用于电磁屏蔽的碳纳米管增强铝基复合泡沫材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将碳纳米管和两性离子表面活性剂置于乙醇溶液中超声分散，得到碳纳米管悬浮液；

(2)在搅拌过程中向得到的碳纳米管悬浮液中缓慢加入铝粉，搅拌至乙醇完全挥发后干燥，得复合粉末；

(3)将干燥后的复合粉末和研磨球放入球磨罐中，球磨时间为0.5～5h，得到碳纳米管/铝复合粉末；

(4)将碳纳米管/铝复合粉末和尿素颗粒均匀混合后置于冷压模具中，压制得到预制块，将预制块水浴溶解去除尿素颗粒后干燥、烧结，制得碳纳米管增强铝基复合泡沫材料。