[发明专利]一种增强铝基复合材料的制备方法

摘要

本发明一种增强铝基复合材料的制备方法，涉及铝基合金，是用纳米碳管与微米氧化铝颗粒联合增强铝基复合材料的制备方法，步骤是：先制备负载镍催化剂的微米γ型氧化铝颗粒；再制备纳米碳管-微米氧化铝颗粒原位混合物；最后将纳米碳管与微米α型氧化铝颗粒的原位混合物与纯铝粉混合，经球磨、压制成块体和进行热挤压，最终制得纳米碳管与微米氧化铝颗粒联合增强铝基复合材料。本发明方法通过纳米碳管和微米氧化铝颗粒的原位复合，并利用纳米碳管和微米α型氧化铝颗粒联合增强相的特点，显著提高了铝基复合材料的力学性能，克服了现有技术中增强相的增强效果弱和制得的铝基复合材料的力学性能差的缺陷。

主权项

一种增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：是用纳米碳管与微米氧化铝颗粒联合增强铝基复合材料的制备方法，具体步骤如下：第一步，制备负载镍催化剂的微米γ型氧化铝颗粒：按质量比为六水合硝酸镍:γ型氧化铝颗粒=0.05～0.60:1，将粒径为1～10μm的γ型氧化铝颗粒加入到用电磁搅拌器搅拌的摩尔浓度为0.005～0.15mol/L的六水合硝酸镍水溶液中，持续搅拌2～3h后，采用定性滤纸进行过滤，获得表面负载硝酸镍溶液的氧化铝颗粒，将其置于电热恒温干燥箱中于80～120℃干燥5～10h，将干燥后的负载硝酸镍的氧化铝颗粒置于石英舟中，将该石英舟置于管式炉的恒温区，以150～200mL/min的流速向该管式炉中通入氢气，然后将该管式炉升温至450～600℃，并在氢气气氛下煅烧还原1～3h，得到负载镍催化剂的微米γ型氧化铝颗粒；第二步，制备纳米碳管‑微米氧化铝颗粒原位混合物：将第一步制得的负载镍催化剂的微米γ型氧化铝颗粒置于石英舟中，将该石英舟置于管式炉的恒温区，通过机械泵使管式炉的真空度达到‑0.1MPa，而后以10～20mL/min的流速向该处于真空气氛的管式炉中缓慢通入氮气，当管式炉的真空度为零后，以150～350mL/min的流速向该管式炉中通入氮气，并将管式炉升温至1000～1300℃，而后将体积比为氮气:氢气:丙烷=10～15:10～15:1的混合气体以630～930mL/min的流量通入该管式炉中，在1000～1300℃下进行丙烷的催化裂解反应15～30min，之后关闭氢气和丙烷并调整氮气流量，使该管式炉在500～600mL/min流速的氮气气氛下冷却到250～300℃，开启该管式炉上侧炉膛，使管式炉自然冷却到室温，取出石英舟，在其中制得纳米碳管‑微米氧化铝颗粒原位混合物，更确切地说是纳米碳管与微米α型氧化铝颗粒的原位混合物，其中纳米碳管的质量百分含量为6.8～29.3%；第三步，纳米碳管与微米氧化铝颗粒联合增强铝基复合材料的制备：按质量比为纳米碳管与微米α型氧化铝颗粒的原位混合物:铝粉=0.01～0.10:1的比例，将第二步制得的纳米碳管与微米α型氧化铝颗粒的原位混合物与纯铝粉混合，然后采用行星式球磨机以100～150r/min的速度球磨0.5～2h，使用冷压模具将球磨后的粉末在450～550MPa压力下压制成块体，使用热挤压模具在450～500℃下对上述块体进行热挤压，最终制得的一种增强铝基复合材料是纳米碳管与微米氧化铝颗粒联合增强铝基复合材料。