本發(fā)明涉及一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，散熱、防腐在各個(gè)領(lǐng)域都有著極大的需求。鋁質(zhì)材料具有散熱重量輕、散熱性能好，節(jié)能效果好可再生利用等特點(diǎn)。在散熱、保溫、外裝飾等領(lǐng)域因其優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用于：機(jī)械、汽車、風(fēng)力發(fā)電、工程機(jī)械、空壓機(jī)、鐵路機(jī)車、家用電器等行業(yè)領(lǐng)域。

但是目前的鋁箔還普遍存在導(dǎo)電效果差，導(dǎo)熱性能不佳的缺陷。納米管具有硬度、耐熱性強(qiáng)，并且具有卓越的導(dǎo)熱性能。納米管既可以用作金屬導(dǎo)電體，具有導(dǎo)電性能超強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。目前，關(guān)于鋁材與碳納米管復(fù)合材料的研發(fā)越來越受到世界各國研究人員的關(guān)注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，采用獨(dú)特配方及工藝，所制得的成品導(dǎo)電性能極佳，可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，制備方法如下：

1)碳納米管漿料制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將2～4份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到80～90份去離子水中進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1～3H，混合速率：120～200R/min，再加入1～9份的碳納米管進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1～1.5H，混合速率：220～300R/min，最后加入0.1～0.8份的乙醇進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為3～6H，混合速率：550～700R/min，混合完成得碳納米管漿料；

2)碳納米管鋁基復(fù)合基料的制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將10～50份碳納米管漿料、40～100份鋁粉、0.5～3份聚乙烯吡咯烷酮和1～2份聚乙烯醇按照放入到高能球磨機(jī)中混合均勻，高能球磨機(jī)球料比為1:1～10:1，轉(zhuǎn)速為200～400rpm，球磨時(shí)間為1～3H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復(fù)合基料；

3)碳納米管鋁基復(fù)合坯錠的制備：

將復(fù)合基料放入真空熱壓爐中進(jìn)行燒結(jié)致密化，真空熱壓爐的燒結(jié)溫度為400～500℃，燒結(jié)時(shí)間為3～9h，真空度為10^-1Pa～10^-4Pa，熱壓壓力為100～500MPa，制得復(fù)合坯錠；

4)熔煉：

將復(fù)合坯錠在700～1000℃溫度下進(jìn)行高溫熔煉，熔煉后進(jìn)行攪拌，攪拌速率為100～500rpm，時(shí)間為0.5～0.8h；攪拌后保溫1～2h，最后進(jìn)行澆鑄，澆注溫度為600～900℃，澆注后制得產(chǎn)品碳納米管鋁基復(fù)合材料。

上述一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，所述碳納米管為單壁碳納米管，直徑為0.8-80nm，長度為0.5-10μm。

上述一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，所述鋁粉為純鋁粉，粒徑為5-10μm。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：特別工藝取得碳納米管漿料，通過聚苯乙烯磺酸鋰作用和以對碳納米管進(jìn)行很好的分散，使得談納米管漿料取得很好的穩(wěn)定性。采用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇作為復(fù)合發(fā)泡劑可以大大提高產(chǎn)品固化效果，通過高溫?zé)Y(jié)、熔煉的過程使得碳納米管漿料與鋁粉能夠更好的融合反應(yīng)，使得最終的碳納米管鋁基復(fù)合材料具有極好的導(dǎo)電效果。適用于多種電池電容領(lǐng)域的應(yīng)用，可大幅擴(kuò)大使用范圍。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，制備方法如下：

1）碳納米管漿料制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將2份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到80份去離子水中進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1H，混合速率：120R/min，再加入1份直徑為0.8nm，長度為0.5μm的單壁碳納米管，進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1H，混合速率：220R/min，最后加入0.1份的乙醇進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為3H，混合速率：550R/min，混合完成得碳納米管漿料；

2）碳納米管鋁基復(fù)合基料的制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將10份碳納米管漿料、40份粒徑為5μm的純鋁粉、0.5份聚乙烯吡咯烷酮和1份聚乙烯醇按照放入到高能球磨機(jī)中混合均勻，高能球磨機(jī)球料比為1:1，轉(zhuǎn)速為200rpm，球磨時(shí)間為1H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復(fù)合基料；

3)碳納米管鋁基復(fù)合坯錠的制備：

將復(fù)合基料放入真空熱壓爐中進(jìn)行燒結(jié)致密化，真空熱壓爐的燒結(jié)溫度為400℃，燒結(jié)時(shí)間為3h，真空度為10^-1Pa，熱壓壓力為100MPa，制得復(fù)合坯錠；

4)熔煉：

將復(fù)合坯錠在700℃溫度下進(jìn)行高溫熔煉，熔煉后進(jìn)行攪拌，攪拌速率為100rpm，時(shí)間為0.5h；攪拌后保溫1h，最后進(jìn)行澆鑄，澆注溫度為600℃，澆注后制得產(chǎn)品碳納米管鋁基復(fù)合材料。

實(shí)施例2

一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，制備方法如下：

1）碳納米管漿料制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將4份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到90份去離子水中進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為3H，混合速率： 200R/min，再加入9份直徑為80nm，長度為10μm的單壁碳納米管，進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1.5H，混合速率： 300R/min，最后加入0.8份的乙醇進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為6H，混合速率：700R/min，混合完成得碳納米管漿料；

2）碳納米管鋁基復(fù)合基料的制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將50份碳納米管漿料、100份粒徑為10μm的純鋁粉、3份聚乙烯吡咯烷酮和2份聚乙烯醇按照放入到高能球磨機(jī)中混合均勻，高能球磨機(jī)球料比為10:1，轉(zhuǎn)速為400rpm，球磨時(shí)間為3H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復(fù)合基料；

3)碳納米管鋁基復(fù)合坯錠的制備：

將復(fù)合基料放入真空熱壓爐中進(jìn)行燒結(jié)致密化，真空熱壓爐的燒結(jié)溫度為500℃，燒結(jié)時(shí)間為9h，真空度為10^-4Pa，熱壓壓力為500MPa，制得復(fù)合坯錠；

4)熔煉：

將復(fù)合坯錠在1000℃溫度下進(jìn)行高溫熔煉，熔煉后進(jìn)行攪拌，攪拌速率為500rpm，時(shí)間為0.8h；攪拌后保溫2h，最后進(jìn)行澆鑄，澆注溫度為900℃，澆注后制得產(chǎn)品碳納米管鋁基復(fù)合材料。

實(shí)施例3

一種碳納米管鋁基復(fù)合材料的制備方法，其中，制備方法如下：

1）碳納米管漿料制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將3份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到85份去離子水中進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為2H，混合速率：180R/min，再加入7份直徑為60nm，長度為7μm的單壁碳納米管，進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為1.5H，混合速率：250R/min，最后加入0.5份的乙醇進(jìn)行攪拌混合，混合時(shí)間為4H，混合速率：600R/min，混合完成得碳納米管漿料；

2）碳納米管鋁基復(fù)合基料的制備：

按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將30份碳納米管漿料、70份粒徑為8μm的純鋁粉、1.5份聚乙烯吡咯烷酮和1.5份聚乙烯醇按照放入到高能球磨機(jī)中混合均勻，高能球磨機(jī)球料比為7:1，轉(zhuǎn)速為350rpm，球磨時(shí)間為2H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復(fù)合基料；

3)碳納米管鋁基復(fù)合坯錠的制備：

將復(fù)合基料放入真空熱壓爐中進(jìn)行燒結(jié)致密化，真空熱壓爐的燒結(jié)溫度為450℃，燒結(jié)時(shí)間為6h，真空度為10^-4Pa，熱壓壓力為300MPa，制得復(fù)合坯錠；

4)熔煉：

將復(fù)合坯錠在800℃溫度下進(jìn)行高溫熔煉，熔煉后進(jìn)行攪拌，攪拌速率為300rpm，時(shí)間為0.7h；攪拌后保溫1.5h，最后進(jìn)行澆鑄，澆注溫度為700℃，澆注后制得產(chǎn)品碳納米管鋁基復(fù)合材料。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：特別工藝取得碳納米管漿料，通過聚苯乙烯磺酸鋰作用和以對碳納米管進(jìn)行很好的分散，使得談納米管漿料取得很好的穩(wěn)定性。采用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇作為復(fù)合發(fā)泡劑可以大大提高產(chǎn)品固化效果，通過高溫?zé)Y(jié)、熔煉的過程使得碳納米管漿料與鋁粉能夠更好的融合反應(yīng)，使得最終的碳納米管鋁基復(fù)合材料具有極好的導(dǎo)電效果。適用于多種電池電容領(lǐng)域的應(yīng)用，可大幅擴(kuò)大使用范圍。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。