[发明专利]一种激光-感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法

摘要

一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，该方法的特点是：（1）将铜合金粉末、铁合金粉末与碳纳米管混合，加入到丙烯酸树脂中配制成浆料；（2）浆料经行星式球磨机混合均匀，干燥后研磨成碳纳米管分布均匀的Cu-Fe基复合粉末；（3）采用激光－感应复合熔覆的方法在基材表面制备碳纳米管增强的Cu-Fe基复合材料，在硝酸溶液中进行选择性电化学腐蚀，获得三维结构的高强多孔富Fe复合材料。本发明利用高熔点的碳纳米管抑制熔化的Cu-Fe基复合粉末的对流，降低球状富Fe颗粒的运动速度与粒径，改善Cu-Fe基复合材料的组织偏析与结构分层。因此，采用本发明可在高效率、低成本的条件下，制备CNTs分布均匀的无裂纹的高强多孔富Fe复合材料。

主权项

一种激光－感应复合熔覆碳纳米管增强富铁多孔复合材料的方法，其特征在于方法步骤如下： （1）将Cu合金粉末、Fe合金粉末与碳纳米管粉末按质量比3：2：0.13混合，然后加入到丙烯酸树脂中，经机械搅拌配制成浆料；（2）将配制好的浆料放入行星式球磨机内混合均匀后，放置于干燥箱内在150~180℃温度下烘干，经机械研磨成粒度均匀、流动性好、碳纳米管分布均匀的Cu‑Fe基复合粉末，并放置于旁轴自动送粉器的装料斗内；（3）采用激光－感应复合熔覆的方法在基材表面制备碳纳米管增强的Cu‑Fe基复合材料，其显微结构为：粒径为2~5μm的球状富Fe颗粒均匀镶嵌于富Cu基体内，粒径为2~5nm的富Cu晶粒均匀分布于球状富Fe颗粒内部，采用的工艺参数：基材为碳钢或不锈钢，CO₂激光器的功率为3~5kW，扫描速度为3~3.5m/min，光斑直径为5mm，高频感应加热器的功率为50~60kW，送粉率为95~110g/min，喷射角为53°，搭接率为45~60%；（4）采用线切割法将基材去除，将获得的碳纳米管增强的Cu‑Fe基复合材料浸入pH=1、浓度为0.15~0.2 M 的HNO₃ 溶液中进行选择性电化学腐蚀处理，使用的电压为13~15V，时间为8~20min，获得孔径为2~10 nm的富铁多孔复合材料。