[发明专利]一种富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料的制备方法

说明书

本发明属于新材料技术领域，提供了一种富勒烯原灰改性金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法，具体包括：富勒烯原灰的分散；超声分散后的富勒烯原灰与铝粉、金刚石颗粒的均匀混合；混合粉的干燥；富勒烯改性金刚石/铝复合材料的制备。本发明的制备方法能够实现纳米级富勒烯原灰在金刚石/铝复合材料中的均分分散，有利于发挥金刚石的高导热性能和提高复合材料的力学性能。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种富勒烯原灰改性金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

富勒烯是单质碳被发现的第三种同素异形体，尺寸达到纳米级，具有优异的物理性能和力学性能。纳米碳材料由于其优异的物理性能和力学性能，被认为是一种具有吸引力的增强材料。但是由于碳纳米材料表面能低，添加到金属中易团聚产生缺陷，降低复合材料的综合性能。金刚石/铝复合材料具有较高的热导率和低的膨胀系数，是新一代电子封装材料研究热点之一。但是铝与金刚石颗粒表面润湿性差，界面结合弱，导致复合材料的综合性能较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料的制备方法，首先利用本发明实现富勒烯原灰的微米级团聚到纳米级的分散，制备得到纳米级富勒烯原灰在铝颗粒和金刚石颗粒表面的均匀分布的混合粉体，采用放电等离子烧结法制备得到富勒烯原灰改性的金刚石/铝复合材料，本发明的制备方法能够实现纳米级富勒烯原灰均匀分散在金刚石/铝复合材料中，能够充分发挥金刚石的高导热性，同时纳米级的富勒烯原灰在复合材料中起到第二相强化的作用，提高金刚石/铝复合材料的力学性能。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料的制备方法，包括：

将富勒烯原灰在溶剂中分散均匀，得到悬浮液；

将铝粉、金刚石加入所述悬浮液中，混合均匀，得到浆料；

将所述浆料干燥，得到粉体；

将所述粉体进行烧结，冷却，即得。

本发明利用纳米级富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料，提供了一种制备新型功能复合材料的新方法。

本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出了一种富勒烯原灰改性金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法，采用放电等离子烧结技术制备富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料，由于富勒烯原灰在大部分溶剂中溶解性很差，本发明采用酒精作为溶剂可以大幅度提高富勒烯原灰的溶解度，为后面的分散做好基础工作。由于富勒烯表面能比较低，易团聚，本发明采用超声波分散仪对酒精溶剂中的富勒烯原灰进行分散，可以获得纳米级的富勒烯原灰。通过搅拌加热的方法处理富勒烯原灰、铝粉、金刚石颗粒混合液，获得浆料，主要目的是通道搅拌克服纳米级富勒烯原灰、铝粉、金刚石颗粒的比重差异，实现纳米级富勒烯原灰、铝粉、金刚石颗粒在酒精溶剂中的均匀分布，通过加热把酒精挥发掉，获得浆料。真空干燥浆料的主要目的是把浆料中剩余的酒精挥发掉，获得干燥的纳米级富勒烯原灰、铝粉、金刚石颗粒混合粉。

(2)本发明的通过放电等离子烧结技术制备富勒烯原灰改性金刚石/铝复合材料中，有利于发挥金刚石高导热性能的同时，利用纳米富勒烯原灰实现复合材料的第二相强化，提高复合材料的力学性能。

(3)与传统的超声分散法相比，本发明采用超声与机械搅拌相结合的方法，超声分散时间仅为5～10min，保证均匀性的同时，有效降低了能耗。