本發明涉及一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法。
背景技術：
隨著科學技術的發展，散熱、防腐在各個領域都有著極大的需求。鋁質材料具有散熱重量輕、散熱性能好，節能效果好可再生利用等特點。在散熱、保溫、外裝飾等領域因其優越的性能被廣泛應用于：機械、汽車、風力發電、工程機械、空壓機、鐵路機車、家用電器等行業領域。
但是目前的鋁箔還普遍存在導電效果差，導熱性能不佳的缺陷。納米管具有硬度、耐熱性強，并且具有卓越的導熱性能。納米管既可以用作金屬導電體，具有導電性能超強的優點。目前，關于鋁材與碳納米管復合材料的研發越來越受到世界各國研究人員的關注。
技術實現要素：
為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，采用獨特配方及工藝，所制得的成品導電性能極佳，可廣泛應用于各個領域。
本發明解決技術問題采用如下技術方案：
一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，其中，制備方法如下：
1)碳納米管漿料制備：
按質量份數計，將2～4份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到80～90份去離子水中進行攪拌混合，混合時間為1～3H，混合速率：120～200R/min，再加入1～9份的碳納米管進行攪拌混合，混合時間為1～1.5H，混合速率：220～300R/min，最后加入0.1～0.8份的乙醇進行攪拌混合，混合時間為3～6H，混合速率：550～700R/min，混合完成得碳納米管漿料；
2)碳納米管鋁基復合基料的制備：
按質量份數計，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中混合均勻，高能球磨機球料比為1:1～10:1，轉速為200～400rpm，球磨時間為1～3H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復合基料；
3)碳納米管鋁基復合坯錠的制備：
將復合基料放入真空熱壓爐中進行燒結致密化，真空熱壓爐的燒結溫度為400～500℃，燒結時間為3～9h，真空度為10-1Pa～10-4Pa，熱壓壓力為100～500MPa，制得復合坯錠；
4)熔煉：
將復合坯錠在700～1000℃溫度下進行高溫熔煉，熔煉后進行攪拌，攪拌速率為100～500rpm，時間為0.5～0.8h；攪拌后保溫1～2h，最后進行澆鑄，澆注溫度為600～900℃，澆注后制得產品碳納米管鋁基復合材料。
上述一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，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。
與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：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行很好的分散，使得談納米管漿料取得很好的穩定性。采用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇作為復合發泡劑可以大大提高產品固化效果，通過高溫燒結、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，使得最終的碳納米管鋁基復合材料具有極好的導電效果。適用于多種電池電容領域的應用，可大幅擴大使用范圍。
具體實施方式
下面對本發明作進一步說明。
實施例1
一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，其中，制備方法如下：
1）碳納米管漿料制備：
按質量份數計，將2份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到80份去離子水中進行攪拌混合，混合時間為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，進行攪拌混合，混合時間為1H，混合速率：220R/min，最后加入0.1份的乙醇進行攪拌混合，混合時間為3H，混合速率：550R/min，混合完成得碳納米管漿料；
2）碳納米管鋁基復合基料的制備：
按質量份數計，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中混合均勻，高能球磨機球料比為1:1，轉速為200rpm，球磨時間為1H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復合基料；
3)碳納米管鋁基復合坯錠的制備：
將復合基料放入真空熱壓爐中進行燒結致密化，真空熱壓爐的燒結溫度為400℃，燒結時間為3h，真空度為10-1Pa，熱壓壓力為100MPa，制得復合坯錠；
4)熔煉：
將復合坯錠在700℃溫度下進行高溫熔煉，熔煉后進行攪拌，攪拌速率為100rpm，時間為0.5h；攪拌后保溫1h，最后進行澆鑄，澆注溫度為600℃，澆注后制得產品碳納米管鋁基復合材料。
實施例2
一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，其中，制備方法如下：
1）碳納米管漿料制備：
按質量份數計，將4份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到90份去離子水中進行攪拌混合，混合時間為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，進行攪拌混合，混合時間為1.5H，混合速率： 300R/min，最后加入0.8份的乙醇進行攪拌混合，混合時間為6H，混合速率：700R/min，混合完成得碳納米管漿料；
2）碳納米管鋁基復合基料的制備：
按質量份數計，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中混合均勻，高能球磨機球料比為10:1，轉速為400rpm，球磨時間為3H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復合基料；
3)碳納米管鋁基復合坯錠的制備：
將復合基料放入真空熱壓爐中進行燒結致密化，真空熱壓爐的燒結溫度為500℃，燒結時間為9h，真空度為10-4Pa，熱壓壓力為500MPa，制得復合坯錠；
4)熔煉：
將復合坯錠在1000℃溫度下進行高溫熔煉，熔煉后進行攪拌，攪拌速率為500rpm，時間為0.8h；攪拌后保溫2h，最后進行澆鑄，澆注溫度為900℃，澆注后制得產品碳納米管鋁基復合材料。
實施例3
一種碳納米管鋁基復合材料的制備方法，其中，制備方法如下：
1）碳納米管漿料制備：
按質量份數計，將3份的聚苯乙烯磺酸鋰加入到85份去離子水中進行攪拌混合，混合時間為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，進行攪拌混合，混合時間為1.5H，混合速率：250R/min，最后加入0.5份的乙醇進行攪拌混合，混合時間為4H，混合速率：600R/min，混合完成得碳納米管漿料；
2）碳納米管鋁基復合基料的制備：
按質量份數計，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中混合均勻，高能球磨機球料比為7:1，轉速為350rpm，球磨時間為2H，球磨氣氛為真空，混合后自然冷卻至常溫，制得復合基料；
3)碳納米管鋁基復合坯錠的制備：
將復合基料放入真空熱壓爐中進行燒結致密化，真空熱壓爐的燒結溫度為450℃，燒結時間為6h，真空度為10-4Pa，熱壓壓力為300MPa，制得復合坯錠；
4)熔煉：
將復合坯錠在800℃溫度下進行高溫熔煉，熔煉后進行攪拌，攪拌速率為300rpm，時間為0.7h；攪拌后保溫1.5h，最后進行澆鑄，澆注溫度為700℃，澆注后制得產品碳納米管鋁基復合材料。
與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：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行很好的分散，使得談納米管漿料取得很好的穩定性。采用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇作為復合發泡劑可以大大提高產品固化效果，通過高溫燒結、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，使得最終的碳納米管鋁基復合材料具有極好的導電效果。適用于多種電池電容領域的應用，可大幅擴大使用范圍。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。