[发明专利]硼掺杂的碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种硼掺杂的碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法，属于镁基复合材料的制备技术。该方法过程包括：采用B2O3作为硼源，对碳纳米管进行硼掺杂；采用三-磺丙基十四烷基二甲甜菜碱表面两性离子活性剂对硼掺杂碳纳米管进行分散；将分散的硼掺杂碳纳米管与镁粉进行混合并压制成型和初次烧结，然后对镁基复合材料进行复压和再烧结，最后得到硼掺杂碳纳米管增强镁基复合材料。本发明优点，硼掺杂碳纳米管增强镁基复合材料的力学性能得到提高，且镁基复合材料的制备过程易操作。所制得的高强度镁基复合材料，可广泛应用于航空航天以及汽车等领域。

主权项

一种硼掺杂的碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法，其实施方案包括以下过程：1)以B2O3作为硼源，按硼原子与碳原子的原子比例为10∶1，将B2O3放入方舟底部，在上面覆盖碳纳米管，再将方舟置于管式炉中，以10℃/min的升温速率升温至1100‑1300℃，在氩气的气氛下保温3‑5小时；2)采用三‑磺丙基十四烷基二甲甜菜碱表面两性离子活性剂对硼掺杂碳纳米管进行分散，分散剂与硼掺杂碳纳米管的质量比为1∶10，将分散剂在温度60℃下溶于200‑300ml异丙醇中，将硼掺杂碳纳米管加入到所得溶液中超声搅拌30分钟，按硼掺杂碳纳米管与镁的质量比为(0.1‑1.5)∶(99.9‑98.5)，再将过200目的镁粉加入到所得溶液中，搅拌混合20‑40分钟，然后抽滤，在温度50‑80℃下烘干并研磨均匀，得到硼掺杂碳纳米管同镁的复合粉末；3)将步骤2)所得的复合粉末在压力500‑700MPa下进行压制2‑3分钟，得到了直径为20mm的复合材料的块体，以10℃/min的升温速率升温至500‑600℃，在氩气的保护气氛下进行烧结1‑3小时，然后将得到的块体在压力600‑750MPa下进行复压2‑3分钟，以10℃/min的升温速率升温至550‑650℃，在氩气的保护气氛下进行再烧结1‑3小时；冷却室温得到硼掺杂碳纳米管增强镁基复合材料。