[发明专利]一种异型结构纳米碳材料增强镁基复合材料的方法

摘要

一种异型结构纳米碳材料增强镁基复合材料的方法，按1‑3g:200‑600ml的比例，将直径>200 nm的多壁碳纳米管加入混酸液中（浓硫酸:浓硝酸=1~3:3~6）。然后，再加入0.005‑0.1g/ml比例的高锰酸钾，60‑100℃水浴加热2‑8h，清洗和真空冷冻干燥得到异型结构纳米碳材料。采用液态分散法制备异型结构纳米碳材料含重量比为5‑20%的预制块体生坯，并碾碎至粒度<10目的粉体颗粒，加入到熔炼好的镁合金溶体中，熔化后，机械搅拌分散，最后浇铸。本发明工艺简单，异型结构纳米碳材料均匀分散到镁溶体中，形成强界面结合，细晶效果明显，复合材料力学性能较好，有利于制备性能优异的镁基复合材料。

主权项

1.一种异型结构纳米碳材料增强镁基复合材料的方法，其特征是包括以下步骤：（1）按1‑3g:200‑600ml的比例，将直径>200 nm的多壁碳纳米管加入到浓硫酸和浓硝酸混酸溶液中，浓硫酸:浓硝酸=1~3:3~6；（2）按浓度为0.005‑0.1g/ml的比例，将高锰酸钾加入到步骤（1）含有多壁碳纳米管的混酸液中，60‑100℃水浴加热2‑8h，经去离子水清洗和真空冷冻干燥得到多壁碳纳米管外层管壁被切开的异型结构纳米碳材料；（3）利用液态分散法将异型结构纳米碳材料与粒度>325目纯铝粉按质量比为5‑20%的比例均匀分散后，过滤、干燥后，采用100‑300MPa压力制得直径为20‑80mm的异型结构纳米碳材料预制块；（4）将步骤（3）所得预制块，碾碎成粒度<10目的粉末，并预热至50‑100℃备用；（5）合金熔炼：将坩埚温度升高至150℃时，在坩埚底部及侧壁撒上少量RJ2熔炼覆盖剂，随后将适量镁合金锭放入坩埚中，并均匀撒上RJ2熔炼覆盖剂，含量约为合金锭总质量的0.5‑1.5%；待合金锭开始熔化时，通入SF6和CO2保护气，避免镁熔体被氧化；（6）炉温持续升至650‑780℃，合金全部熔化，加入占合金锭重量比为0.5‑2%的精炼剂六氯乙烷进行精炼处理，去除熔渣后，静置5‑10 min后，加入步骤（4）预热好的含有异型结构纳米碳材料预制块粉粒，熔化后去除表面熔渣、静置3‑10min；（7）将步骤（6）熔体温度调至560‑680℃，采用100‑200rpm速率，进行搅拌分散5‑20min，得到异型结构纳米碳材料分散均匀的复合材料熔体；（8）浇铸：将步骤（7）所得复合材料熔体温度调至560‑670℃后，浇入温度为100‑300℃的模具中，浇铸时间3‑20s，获得异型结构纳米碳材料增强的镁基复合材料。