超声波焊接制备碳纳米管增强铝基复合材料

摘要

一种超声波焊接制备碳纳米管增强铝基复合材料，其特征是方法步骤为：(1)对碳纳米管提纯；(2)剪切处理；(3)表面预处理；(4)超声波焊接法。本发明的优点是：很好地解决了碳纳米管在铝合金中的分散问题，由于超声波焊接具有低温，时间短的优点，碳纳米管与铝合金基体之间不会发生界面反应，生成脆性界面物而降低复合材料的强度。反之，碳纳米管的嵌入对铝基复合材料的剥离强度，抗剪强度，硬度等性能有显著的提高。有效地增强了铝基复合材料的综合性能。

主权项

一种超声波焊接制备碳纳米管增强铝基复合材料，其特征是方法步骤为：(1)对碳纳米管提纯：碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为10～40nm，长度为0.5～500μm，采用浓度为65％硝酸和浓度98％的硫酸比例为3∶1的混合液对碳纳米管酸洗8h，使碳纳米管中的杂质被氧化，从而得到纯碳纳米管；(2)剪切处理：将碳纳米管加入乙醇溶液中进行超声剪切，在超声处理过程中，产生大量微小气泡的破裂而造成局部高温，促进了酸对碳纳米管的氧化剪切作用，然后利用行星式球磨机以800r/min的运转速度产生的离心力，摩擦力以及管筒自转与底座公转引起的科氏惯性力使剪切处理后的碳纳米管能更好的分散开来，球磨50分钟后对碳纳米管进行酸洗、烘干；(3)表面预处理：铝合金选用AA6061，利用剪切机把铝片切成160mm×18mm×0.3mm的规格，在焊接前，先把铝合金表面用砂纸打磨，或者把表面弄成跟焊头一样的纹理，或者在表面滴加酒精；(4)超声波焊接法：超声波金属焊接机工作频率为20KHz，振幅为35μm，焊接压力为12.25～21MPa，焊接时间为40～120ms，焊头尺寸为8mm×8mm。