碳纳米管-氧化铝复合增强镁基复合材料的制备方法

摘要

本发明碳纳米管-氧化铝复合增强镁基复合材料的制备方法，涉及用铸造法制造镁基合金，步骤是：第一步，用九水合硝酸铁∶氧化铝＝0.07～1.00∶1为原料经煅烧和还原得到铁/氧化铝复合催化剂，最后通过用体积比为氮气∶乙烯＝6～12∶1的混合气进行催化裂解反应使碳纳米管均匀分散在氧化铝表面，制得碳纳米管-氧化铝复合增强相；第二步，在镁基材熔体中加入占该熔体质量百分比1～15％的碳纳米管-氧化铝复合增强相，经搅拌和浇注制得碳纳米管-氧化铝复合增强镁基复合材料，克服了现有技术生产的镁基复合材料中镁基合金组织的的缺陷，使得碳纳米管优异的增强效果能够在镁基体中得到充分发挥，保证了镁基复合材料综合性能的提高。

主权项

碳纳米管‑氧化铝复合增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：第一步，碳纳米管‑氧化铝复合增强相的制备按质量比为九水合硝酸铁∶氧化铝＝0.07～1.00∶1的比例，称取所需用量的九水合硝酸铁与200～400目氧化铝颗粒一起加入到去离子水中，配制成摩尔浓度为0.01～0.10mol/L的硝酸铁水溶液并其中带有氧化铝颗粒的体系，将该体系置于容器内再放入电热恒温干燥箱中于60～90℃脱水至粘稠状，将该粘稠状物放入一个石英舟中，再将该石英舟置于管式炉恒温区，并以60～120ml/min的流速向该管式炉中通入氮气，然后将该管式炉升温至400～500℃并煅烧0.5～2h，得到煅烧产物氧化铁/氧化铝，之后关闭氮气，以60～120ml/min的流速向该管式炉中通入氢气并保持0.5～2h，将煅烧产物氧化铁/氧化铝还原为铁/氧化铝复合催化剂，之后将该管式炉升温至800～1000℃，关闭氢气，再将体积比为氮气∶乙烯＝6～12∶1的混合气以140～780ml/min的流速持续通入该管式炉中，在800～1000℃下进行催化裂解反应0.5～1.5h，通过该催化裂解反应使得生长出的碳纳米管均匀分散在氧化铝表面，之后该管式炉在60～120ml/min流速的氮气氛围下冷至室温，从石英舟中取出制得的碳纳米管‑氧化铝复合增强相，该复合增强相中碳纳米管的质量百分含量为3.2～19.7％。第二步，碳纳米管‑氧化铝复合增强镁基复合材料的制备将装有镁基材料的石墨坩埚放入坩埚式电阻炉中，在氩气保护下加热到690～730℃使镁基材熔化成熔体，向上述镁基材熔体中加入占该熔体质量百分比1～15％的由第一步所制得的碳纳米管‑氧化铝复合增强相，并采用电动搅拌器以500～1000转/分的速度搅拌1～3min，而后将其浇注到铸型中并冷却至室温制得碳纳米管‑氧化铝复合增强镁基复合材料，该复合材料中碳纳米管的质量百分含量为0.032～2.955％，氧化铝的质量百分含量为0.968～12.045％。