碳納米管增強鎂基復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金復合材料領域，具體涉及一種碳納米管增強鎂基復合材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 在現代機械裝備中，所有轉動零件都需要用軸承、軸瓦或軸套來支撐，由于現代機 器與機構的轉動速度和負載急劇增高，以及由于航空航天、核能及低溫技術的發(fā)展，在現有 的軸承材料中，按照使用壽命和在不同的條件下工作的可能性，粉末冶金材料的應用都占 第一位。鎂系合金具有高強度、耐蝕、耐磨等特性，具有無污染、同時具有自潤滑、免維護的 典型特點，成為滑動軸承發(fā)展的重要方向之一。
[0003] 現有技術的鎂系合金常常會加入非金屬材料來調節(jié)材料的摩擦磨損性能，但是通 常會出現抗拉強度降低、機械強度減弱的問題。

【發(fā)明內容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管增強鎂基復合材料及其制備方 法，制得的復合材料具有更好的抗拉強度和收縮率。
[0005] 本發(fā)明的技術方案：
[0006] 碳納米管增強鎂基復合材料，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管3~7%，氫 氧化鋁5~10%，偏硼酸1~5 %，甲基乙基硅油3~6 %，羥基硅油1~5%，二乙烯三胺1~ 3%，三乙烯四胺1~5%，余量鎂粉。
[0007] 優(yōu)選的，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管4~6%，氫氧化錯6~8%，偏硼 酸2~4%，甲基乙基硅油4~5%，羥基硅油2~3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2~4%，余 量為鎂粉。
[0008] 更優(yōu)選的，含有以下質量百分含量的組分：碳納米管5%，氫氧化鋁7%，偏硼酸 3%，甲基乙基硅油4%，羥基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2%，余量為鎂粉。
[0009] 所述碳納米管的管徑為20~30nm，長度為0 · 5~2μηι。
[0010] 碳納米管增強鎂基復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0011] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0012] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為70~80°C，烘干時間10~20min;
[0013] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 85 ~110°C，壓力 5 ~20MPa，時間 15 ~25min;
[0014] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0015] 步驟(3)中，模壓溫度95°C，壓力15MPa，時間20min。
[0016] 有益效果：
[0017] 本發(fā)明制備得到的鎂基復合材料通過加入碳納米管，抗拉強度和收縮率有明顯提 高，應用范圍更廣。
【具體實施方式】
[0018] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0019] 實施例1
[0020] 碳納米管增強鎂基復合材料，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管3 %，氫氧 化鋁5%，偏硼酸1 %，甲基乙基硅油3%，羥基硅油1 %，二乙烯三胺1 %，三乙烯四胺1 %，余 量鎂粉。
[0021] 制備方法，包括如下步驟：
[0022] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0023] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為70°C，烘干時間lOmin;
[0024] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 85°C，壓力 5MPa，時間 lanin;
[0025] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0026] 實施例2
[0027] 碳納米管增強鎂基復合材料，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管4%，氫氧 化鋁6%，偏硼酸2%，甲基乙基硅油4%，羥基硅油2%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2%，余 量為鎂粉。
[0028]制備方法，包括如下步驟：
[0029] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0030] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為73°C，烘干時間13min;
[0031] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 9〇 °C，壓力 1 OMPa，時間 17min;
[0032] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0033] 實施例3
[0034] 碳納米管增強鎂基復合材料，其特征在于，含有以下質量百分含量的組分:碳納米 管5%，氫氧化鋁7%，偏硼酸3%，甲基乙基硅油4%，羥基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯 四胺2 %，余量為鎂粉。
[0035]制備方法，包括如下步驟：
[0036] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0037] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為75°C，烘干時間15min;
[0038] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 95 °C，壓力 15MPa，時間 2〇min;
[0039] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0040] 實施例4
[0041 ]碳納米管增強鎂基復合材料，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管6 %，氫氧 化鋁8%，偏硼酸4%，甲基乙基硅油5%，羥基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺4%，余 量為鎂粉。
[0042]制備方法，包括如下步驟：
[0043] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0044] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為78°C，烘干時間18min;
[0045] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 l〇〇°C，壓力 18MPa，時間22min;
[0046] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0047] 實施例5
[0048] 碳納米管增強鎂基復合材料，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管7 %，氫氧 化鋁10%，偏硼酸5%，甲基乙基硅油6%，羥基硅油5%，二乙烯三胺3%，三乙烯四胺5%，余 量鎂粉。
[0049] 制備方法，包括如下步驟：
[0050] (1)將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；
[0051] (2)將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻， 烘干，烘干溫度為80 °C，烘干時間20min;
[0052] (3)將步驟(2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度 ll〇°C，壓力2〇MPa，時間25min;
[0053] (4)模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。
[0054] 對比例1
[0055] 與實施例3的區(qū)別在于:復合材料中未加入碳納米管。
[0056]制備方法同實施例3。
[0057]性能測試
[0058] 將實施例1~5及對比例1制得的復合材料進行抗拉強度及收縮率的測試，結果見 表1。
[0059] 衷 1
[0060]
[0061 ]從表1可以看出，與對比例1相比，本發(fā)明提供的復合材料抗拉強度和收縮率有明 顯提尚。
[0062]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細節(jié)。
【主權項】
1. 碳納米管增強鎂基復合材料，其特征在于，含有以下質量百分含量的組分:碳納米管 3~7%，氫氧化鋁5~10%，偏硼酸1~5%，甲基乙基硅油3~6%，羥基硅油1~5%，二乙烯三胺1~3%，三 乙烯四胺1~5%，余量鎂粉。2. 根據權利要求1所述的碳納米管增強鎂基復合材料，其特征在于，含有以下質量百分 含量的組分:碳納米管4~6%，氫氧化鋁6~8%，偏硼酸2~4%，甲基乙基硅油4~5%，羥基硅油2~ 3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2~4%，余量為鎂粉。3. 根據權利要求1所述的碳納米管增強鎂基復合材料，其特征在于，含有以下質量百分 含量的組分:碳納米管5%，氫氧化鋁7%，偏硼酸3%，甲基乙基硅油4%，羥基硅油3%，二乙烯三 胺2%，三乙烯四胺2%，余量為鎂粉。4. 根據權利要求1~3任一項所述的碳納米管增強鎂基復合材料，其特征在于，所述碳納 米管的管徑為20~30nm，長度為0 · 5~2μηι。5. -種權利要求1所述碳納米管增強鎂基復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻； (2) 將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1)的混合液中，攪拌至均勻，烘 干，烘干溫度為70~80 °C，烘干時間10~20min; (3) 將步驟（2)的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓，溫度85~ ll〇°C，壓力5~20MPa，時間 15~25min; (4) 模壓結束之后，冷卻，取出，即得碳納米管增強鎂基復合材料。6. 根據權利要求5所述的碳纖維增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3) 中，模壓溫度95 °C，壓力15MPa，時間20min。
【專利摘要】本發(fā)明提供碳納米管增強鎂基復合材料及其制備方法，該復合材料含有以下組分：碳納米管，氫氧化鋁，偏硼酸，甲基乙基硅油，羥基硅油，二乙烯三胺，三乙烯四胺，余量鎂粉。制備方法：（1）將碳納米管分散于甲基乙基硅油和羥基硅油中，攪拌均勻；（2）將偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步驟（1）的混合液中，攪拌至均勻，烘干；（3）將步驟（2）的混合物及鎂粉混合均勻，放入模壓裝置的模具內，開始模壓；（4）模壓結束之后，冷卻，取出，即得。本發(fā)明制備得到的鎂基復合材料通過加入碳納米管，抗拉強度和收縮率有明顯提高，應用范圍更廣。
【IPC分類】C22C23/00, C22C32/00, C22C1/05
【公開號】CN105624498
【申請?zhí)枴緾N201610111630
【發(fā)明人】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明
【申請人】蘇州萊特復合材料有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年2月29日