发明名称 激光-感应复合熔化沉积梯度含量的CNTs增强铜基复合材料的方法
摘要 本发明公开了一种激光-感应复合熔化沉积梯度含量的CNTs增强铜基复合材料的方法,其特征是方法步骤为:(1)采用旋转电泳的方法对碳纳米管进行筛选,获得直径相同与长度相同的碳纳米管;(2)将筛选获得的碳纳米管按质量百分比呈梯度增加分别与铜合金粉末在行星式球磨机上混合均匀,然后进行化学镀镍处理,制备成CNTs弥散分布的铜基复合粉末;(3)采用激光-感应复合熔化沉积的方法,制备梯度含量的CNTs增强铜基复合材料。本发明的优点是:(1)所用的碳纳米管经过旋转电泳的方法筛选获得,克服了碳纳米管易团聚、难分散与难筛选的问题;(2)可以在熔覆效率提高5~15倍的条件下,实现CNTs的含量在铜基复合材料内的梯度分布;(3)为近净成形快速制造技术,能显著节约贵重材料、降低制造成本与缩短制造周期。
申请公布号 CN103128284A 申请公布日期 2013.06.05
申请号 CN201310082105.1 申请日期 2013.03.15
申请人 南昌航空大学 发明人 周圣丰;戴晓琴;吴超;张天佑
分类号 B22F3/105(2006.01)I;C22C47/14(2006.01)I;C22C49/02(2006.01)I;C22C49/14(2006.01)I;C22C101/10(2006.01)N 主分类号 B22F3/105(2006.01)I
代理机构 南昌洪达专利事务所 36111 代理人 刘凌峰
主权项 一种激光-感应复合熔化沉积梯度含量的CNTs增强铜基复合材料的方法,其特征是方法步骤为:(1)碳纳米管的筛选:采用旋转电泳的方法筛选获得相同直径与相同长度的碳纳米管,具体为:1)采用体积比1:1的30~70%硫酸与40~80%硝酸的混合液,对直径为2~100nm与长度为5~100μm的碳纳米管酸洗3~10h,获得提纯的碳纳米管;2)将提纯后的碳纳米管加入到装有浓度为0.5~2.0g/L与温度为40~90℃的十六烷基三甲基溴化铵溶液的表面改性槽内,在超声波分散器上分散2~8h,使提纯后的碳纳米管经表面改性后带正电荷;3)旋转电泳装置的上电极接电源负极,沿其中心轴以速度为5~10转/分旋转,其下表面安装有材质为聚酰胺的渗透膜,下电极接电源正极,在直流电压为10~30V的范围内选取旋转电泳装置的电压并固定,直径相同且长度相同的碳纳米管在电场力的作用下向上电极运动,并吸附在渗透膜表面;4)将吸附有碳纳米管的渗透膜从上电极的下表面取出,完全溶解在体积比为1:1的苯酚与冰醋酸的混合溶剂中,过滤与去离子水洗涤,真空干燥2~4h;(2)CNTs弥散分布的铜基复合粉末的制备:将筛选获得的碳纳米管按质量百分比呈梯度增加分别与铜合金粉末在行星式球磨机上混合均匀,然后进行化学镀镍处理,制备成流动性好、适合自动送粉、CNTs弥散分布的铜基复合粉末;(3)梯度含量的CNTs增强铜基复合材料的制备:将制备的CNTs弥散分布的铜基复合粉末采用多道多层激光-感应复合熔化沉积的方法,制备梯度含量的CNTs弥散增强铜基复合材料,使用的激光器为横流CO2激光器,使用的感应加热器为集成模块型高频感应加热器,具体工艺参数为:激光功率1~10kW、激光扫描速度1~8m/min、光斑直径0.5~5mm、感应加热功率10~150kW、送粉率30~300g/min、喷射角45~53°、搭接率40~60%。
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