具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料及生产该两相铝材料的方法

专利名称：：具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料及生产该两相铝材料的方法具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料及生产该两相铝材料的方法本发明涉及基于铝的具有第一相和第二相的两相铝材料，其是通过喷铸(Spr他kompaktierverfahren)方法来生产的，并且具有至少一种第一材料组分和至少一种第二材料组分，该第一材料组分以铝基合金的形式经第一射流引入来形成第一相，该第二材料组分经第二射流引入来形成第二相。本发明进一步涉及生产该两相铝材料的方法。碳纳米管是已知的。用于碳纳米管的另外的等价术语是纳米尺寸碳管或者碳纳米管(carbonnanotubes)和縮写"CNT"。下面将一直使用专业领域最常用的形式，即"CNT"。CNT是富勒烯，并且是具有封闭的多面体结构的碳变体。CNT的已知应用领域是用于半导体领域或者用于提高常规塑料的机械性能(w丽.de.wikiDedia.orgunder"carbonnanotubes，，)。此外，AI/CNT复合材料从下面中是已知的ESAWIA等人"Dispersionofcarbonnanotubes(CNTs)inaluminiumpowder"COMPOSPARTAAPPLSCIMANUF;COMPOSITESPARTA:APPLIEDSCIENCEANDMANUFACTURINGFE服UARY2007，[在线]第38巻第2期，2006年6月23日(23-6-2006)，第646-650页和EDTMAIERC等人"Aluminiumbasedcarbon薩otubecompositesbymechanicalalloying，，POWDERMETALLURGYWORLDCONGRESS&￡乂1118111(^(]2004)，2004年10月17日(17-10-2004)，-2004年10月21日(21-10-2004)第6页pp.禾口GEORGE等人-"Strengtheningincarbonnanotube/aluminium(CNT/Al)composites"SSCRIPTAMATERIALIA，ELSEVIER,AMSTERDAM,NL，第53巻第10期，2005年11月(11-2005)，第1159-1163页和CARREN0-M0RELLIE等人"Carbonnanotube/magnesiumcomposites"PHYSSTATUSS0LIDIA;PHYSICASTATUSSOLIDI(A)APPLIEDRESEARCHJUNE2004，第201巻第8期，2004年6月(6-2004)，第R53-R55页和C.EDTMAIER:"Metall_Matrix_VerbundwerkstoffemitCarbonnanotubesalshochfesteundhochw汪rmeleitendeEinlagerungsphase"[在线]2005年6月3日(3-6—2005)，XP002413867,在因特网URL:http://www.ipp.mpg.de/de/for/bereiche/material/seminare/MFSem/talks/Edtmaier_03-06-2005.pdf>[在9-1-2007找到]上可以找到以及TH0STENS0N等人"Nanocompositesincontect"COMPOSITESSCIENCEANDTECHN0L0GY，第65巻，2005，第491-516页。含有铝的合金的施用方法是尤其作为Ospray方法公开的。EP0411577公开了一种过共晶铝合金，其是通过0spray方法，以熔融态从第一喷嘴喷出，固体硅粒子或者石墨粒子(任选地作为Si-金属或者石墨-金属化合物)同时从另外的喷嘴中喷出，而没有发生这些物质的脱混，这些物质因此被施涂到载体装置上，并在此凝固来形成两相铝合金的块。DE4308612A1公开了具有硼部分的铝两相合金的生产，其具有良好的性能例如可成形性、耐腐蚀性和耐热性等等。硼是如下来施加的例如在剩余的合金成分的熔体喷射中，依靠粉末状载体材料，使用另外的喷射来施加，或者直接施加到在喷铸装置中的喷涂产品载体上。DE10047775C1公开能够以0spray方法来生产铜_铝多物质青铜。DE10306919A1公开了在基于电弧_电线喷涂方法的喷铸意义上，用一种或多种实心金属丝和至少一种具有陶瓷的复合材料丝来生产具有金属间相的复合材料。本发明的目标是扩大CNT的应用领域和提出新的材料和由其形成的模制体。本发明的目标是通过开始时提到的类型的两相铝材料，以及用于生产作为两种不同性能的材料的组合的两相铝材料的方法来实现的。为此，本发明从在开始时提到的类型的基于铝的具有第一相和第二相的两相铝材料出发，并且根据本发明，第二材料组分处于铝基复合材料的形式，其一方面具有铝和/或铝基合金，另一方面具有含有非金属的材料；其中与该第二材料组分相比，在每种情况中都作为分开的材料，第一材料组分具有更高的延展性和/或更低的拉伸强度。就生产方法而言，本发明的目标是依靠用于生产两相铝材料的方法来实现的，该方法具有下面的步骤-通过机械合金化加工在每种情况中处于颗粒、粒子、纤维和/或粉末形式的铝和/或铝基合金和非金属的部分，以提供铝基复合材料形式的第二材料组分，该复合材料一方面具有铝和/或铝基合金，另一方面具有含有非金属的材料，-以如下方式对具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料进行喷铸-在至少一种第一射流中，引入铝基合金形式的第一材料组分，来形成第一相-在至少一种第二射流中，引入第二材料组分来形成第二相；其中与第二材料组分相比，在每种情况中作为分开的材料，该第一材料组分具有更高的延展性和/或更低的拉伸强度。在本发明的非常特别优选的扩展方案中，所述的非金属是CNT的形式。在一种有利的方式中，已经显示出该喷铸方法可以优选地以0spray方法形式来进行。材料组分的延展性或者拉伸强度在每种情况中与作为分开的材料而存在的材料组分有关。换句话说，例如将纯铝形式的第一材料的延展性与铝-CNT复合材料形式的第二材料的延展性进行比较。在一种特别优选的方式中，与第一材料组分相比，该第二材料组分又作为分开的材料，其具有更低的延展性和/或更高的拉伸强度。两相铝由两种不同的结构类型组成在该两相铝中，优选将两个基本上单相的铝基材料优选以大约相同的份数合并，来利用它们各自的积极的材料性能。机械技术性能的含义是例如拉伸强度，韧性和硬度，以及耐化学腐蚀性能((换句话说，防锈性)。两相铝例如特点可以在于高耐腐蚀性，尤其是耐穿孔腐蚀和应力裂纹腐蚀和高强度特性和提高的耐热性。基于这个观念，本发明提供了合适的两相铝材料。本发明源于这样的考虑，S卩，将两种或更多种不同的合金相结合，来形成所谓的铝两相合金。因此本发明的目标是将具有非常高的拉伸强度、但是具有低的延展性的合金与具有低的拉伸强度、但是具有高的延展性的不同的合金进行组合。在一种优选的扩展方案中(类似于0spray方法)，合金(优选具有高的延展性的合金)或者纯铝可以例如在坩埚中熔融，并且通过喷嘴进行喷涂。在铝液滴的喷射中，该具有高拉伸强度的合金以粉末的形式进行喷涂。这具有这样的优点，即，用纳米粒子增强的合金也可以在此以粉末形式进行喷涂，而不会发生该纳米粒子与铝基质的脱混。该喷入的粒子然后还有利地在热的液滴雾中暂时熔融，均匀混合，并且在非常短的飞行时间之后一起沉积到基材上，在这里该材料立即凝固(快速凝固)。在这种情况中，喷入的粉末粒子在液相中的飞行时间有利地如此之短，以至于没有发生纳米粒子与周围的铝的脱混。应当理解在本发明概念的生产方法中，喷铸步骤可以具有不同的扩展方案。因此(这可以示例性参考图2进行详细说明)例如喷铸步骤可以用单个喷射流(Spr他strahl)来进行，由第一材料组分形成其载体物质，其中向该喷射流中以粉末的形式喷入第二材料组分。在一种改进中(示例性的参考图ll)，喷铸步骤还可以用两个不同的射流来进行。因此，在另外一种扩展方案中，第一喷射流可以仅仅用来将铝基合金形式的第一材料组分施涂到基材上，来形成紧凑试样，例如螺栓或者坯(Billet)状等等。在这种扩展方案中，共线的或者与此成一定角度的第二喷射流可以用来将第二材料组分沉积到基材上。在上述的进一步的扩展方案中，第一喷射流因此实际上将专门的用于引入第一材料组分，而第二喷射流实际上专门的用来引入第二材料组分。第二材料组分在这种情况中是类似于前述扩展方案中所述来引入的，即，在其中，具有高拉伸强度的合金以粉末的形式喷入到由纯铝或者铝合金所形成的第二喷射流的载体中。在这种扩展方案中，在第一喷射流中不提供粉末形式的具有高拉伸强度的合金的引入。在进一步的扩展方案中，第一喷射流当然也可以用来将第二材料组分沉积到基材上，在其中，具有高拉伸强度的合金也是以粉末形式喷射到第一喷射流中。任选地，喷射到第一和/或第二喷射流中的粉末形式的高拉伸强度合金的量可以是不同的。前述的扩展方案的内容已经详细证实了合乎目的的是，可以依照需要对本发明的材料进行力争取得的调整。优选地，类似于0spray方法，可以在基材上将一个层沉积到另一个层上来形成叠层，这样随着时间的变化产生了紧凑试样，其是两种不同合金的组合。在这种情况中，可以通过改变喷入粉末的供给量来调整混合比例。结果产生了一种兼具高拉伸强度和高延展性的材料。因此，例如，图4表示了两相铝结构。浅色的部分是具有整合的CNT的高强度的结构成分，黑暗部分代表了软结构成分。下面描述了具体用于生产纳米粒子(例如CNT)增强的铝合金的方法。与纯铝相比，这些合金具有作为CNT浓度函数的、明显更高的拉伸强度(例如5倍)，但是同时还具有作为CNT浓度函数的降低的延展性。除了CNT含量之外，这两种材料的性能还受到其它加工参数的影响，例如诸如在生产过程中的材料温度。因此，可以通过改变这些加工参数来调整具体的铝合金可能的拉伸强度/延展性组合的区域。本发明另外有利的扩展方案可以由从属权利要求来给出，并且其提供了有利的更详细的可能性，来执行在实现所述目标过程中的上述观念，并且具有另外的优点。重新作为分开的材料存在的、特别优选的第一材料成分具有比第二组分更低的拉伸强度和更高的最大伸长率，换句话说，特别是更柔软的材料组分。在一种特别优选的方式中，第二材料组分重新作为分开的材料给出，其具有更高的拉伸强度和更低的最大伸长率，即，延展性，换句话说，特别是更硬的材料组分。该第二材料组分已经被证实能够特别容易地来生产，特别使用CNT来生产，并且在一种具体的方式中，其更适于与第一材料组分相结合来形成两相铝材料。已经证实特别有利的是第一材料组分的拉伸强度小于100MPa，同时具有大于15%的最大伸长率。在一种改进中，拉伸强度或者伸长率中的至少一个参数可以处于所述的界限中。已经证实这样的第一材料组分是非常特别优选的，在其中拉伸强度低于70MPa，最大伸长率大于20%。在最后所述的扩展方案的改进中，拉伸强度或者伸长率中仅仅只有一个参数处于所述的界限中。第二材料组分可以有利的兼具大于500MPa的拉伸强度和小于3%的最大伸长率(延展性)。在一种改进中，拉伸强度或者伸长率中的至少一种参数可以处于所述的界限中。已经证实这样的第二材料组分是非常特别优选的，在其中拉伸强度高于lOOOMPa，并且具有小于1%的最大伸长率(延展性)。在最后所述的扩展方案的改进中，拉伸强度或者伸长率中仅仅只有一个参数处于所述的界限中。此外，已经证实了有利的是在第二材料组分中(该组分来自常规的铝合金或者来自常规的纯铝)使用铝材，其具有这样的CNT含量，以使得与不具有CNT含量的铝材相比，最大伸长率的减少低于30%，有利的是低于10%。这种类型的铝材(其具有降低程度有限的伸长率)已经被证实对于第二材料组分而言是特别优选的。关于第二材料组分的构成，参见图13的详细说明。关于用于形成两相材料的第一和第二材料组分进一步的组成，参见对图12的详细说明。在该两相铝材料中的(更硬的)第二材料组分的份额越低，该两相铝材料被证实越柔韧和柔软。在该两相铝材料中的(更软的)第一材料组分的份额越低，该两相铝材料越不柔韧和越硬。在一种特别优选的扩展方案中，第一材料组分处于纯铝或者处于铝合金的形式中，在每种情况中具有不可避免的杂质和/或添加物。在一种特别优选的扩展方案中，该第二材料组分已经被证实尤其是处于混合物的形式中，优选一方面是纯铝和/或铝基合金，另一方面是CNT的紧密混合物。该紧密混合物优选以混合物的形式来使用，该混合物是通过机械合金化来形成的。特别优选的机械合金化方法在下面进行更详细的描述。此外，根据本发明的观念或者其扩展方案的第一和/或第二材料组分可以合乎目的地具有另外的成分，该成分可以根据应用以有利的方式进行选择。特别地，另外的成分可以是塑料和/或聚合物和/或耐高热成分。已经显示了高耐热成分可以例如处于石墨和/或硅成分的形式。SiC成分和/或A1203成分已经被证实是特别合适的。该观念可以有利的通过含有至少一种金属和/或至少一种聚合物的材料来体现，该材料特别是与CNT层交替成层的。第二材料组分有利的是以粒状形式或者以粒子形式存在的，粒度是0.5iim-2000ym，有利的是1iim-1000ym。金属或者聚合物的单层的厚度可以是10nm-500000nm，有利的是20nm-200000nm。CNT单层的厚度可以是10nm-100000nm，有利的是20nm-50000nm。合适的金属是这些，例如铁类和非铁类金属和贵金属。合适的铁类金属是铁、钴和镍，其合金和钢。铝、镁和钛等等及其合金可以包括在该非铁类金属中。可以提及的金属的另外的例子是钒，铬，锰，铜，锌，锡，钽或者钨及其合金或者合金黄铜和青铜。铑，钯，钼，金和银也可以使用。所提及的金属可以是单独的一种类型，或者以彼此的混合物来使用。铝及其合金是优选的。除了纯铝之外，铝合金也是优选的。金属是以颗粒状或者颗粒或者粉末形式来用于本发明的方法中。典型的金属颗粒尺寸是5iim-1000ym，合乎目的的是15iim—1000iim。8热塑性的、弹性的或者热固性的聚合物是合适的聚合物。聚烯烃的例子是例如聚丙烯或者聚乙烯，环烯烃共聚物，聚酰胺，例如聚酰胺6，12，66，610或者612，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚氯乙烯，聚乙酸乙烯酯，苯乙烯-丁二烯共聚物，丙烯腈_丁二烯共聚物，聚氨酯，聚丙烯酸酯和共聚物，醇酸树脂，环氧化物，酚醛树脂，脲醛树脂等等。该聚合物是作为单独的一类或者是彼此的混合物或者与金属的混合物来用于本发明的方法中的，在每种情况中处于颗粒状或者颗粒或者粉末形式。该聚合物典型的颗粒尺寸是5iim-1000iim，合乎目的的是15ym-1000ym。依靠激光或者气体分解在电弧中例如催化反应而生产的材料可以用作CNT。CNT可以是单壁或者多壁的，例如是双壁的。该CNT可以是开口的或者封闭的管。该CNT可以具有例如0.4nm(纳米)-50nm的直径和具有5nm-50000nm的长度。该CNT还可以具有海绵状的结构，即，是相互交联的碳纳米管的2-或者3-维结构体。单个管的直径是在上述的范围内变化的，例如0.4nm-50nm的范围。该泡沫结构的尺寸，即，CNT结构体的边长，可以作为举例给出的是在每个维数中为10nm-50000nm，有利的是1000nm-50000nm。根据本发明的材料可以例如包含O.l-50重量X的CNT，基于该材料。合乎目的的，包含在该材料中的CNT的量是O.3-40重量％，优选是0.5-20重量％，特别是1-10重量％。如果铝或者铝合金是所述材料的金属，则该材料可以有利地包含0.5-20重量％的CNT，基于该材料，优选的是3-17重量％的CNT，特别优选的是3-6重量％的CNT。所述的材料可以由所述的金属和所述的CNT组成，它们可以由所述的金属、聚合物和CNT组成，或者可以由所述的聚合物和CNT组成，或者上述的材料可以包含另外的混合物，例如功能性混合物。功能性混合物是例如碳，还有以炭黑，石墨和金刚石变体形式的碳，玻璃，碳纤维，塑料纤维，无机纤维，玻璃纤维，硅酸盐，陶瓷材料，铝或者硅的碳化物或者氮化物，例如碳化铝，氮化铝，碳化硅或者氮化硅，例如还处于纤维的形式中，例如所谓的晶须。本发明的两相铝材料可以这样来生产，在其中通过对各个金属，聚合物和CNT的部分进行机械合金化(mechanicalalloying)，来提供第二材料组分。机械合金化可以通过对金属或者聚合物和CNT的粉末粒子重复地变形，破碎和焊合(Schwei13en)来进行。具有高能球碰撞的球磨机特别适于本发明的机械合金化。合适的能量输入是例如在球磨机中实现的，其的研磨室具有筒状的，优选圆筒状横截面，并且该研磨室是通常排列在水平位置上。研磨产品和研磨球是通过研磨室围绕着它的筒轴旋转来移动的，并且此外通过驱动旋转体来进行进一步加速，该旋转体在该研磨室中在筒轴方向上延伸，并且装备有多个凸轮。研磨球的速度有利的是调整为4m/s和更高的，合乎目的地调整为5m/s，特别是llm/s和更高的。有利的是研磨球的速度处于6-14m/s的范围内，特别是ll-14m/s。同样有利的是这样的旋转体，其的多个凸轮排列分布在整个长度上。凸轮可以延伸经历例如研磨室半径的1/10-9/10，优选4/10-8/10。同样有利的是这样的旋转体，其在筒轴中延伸经历研磨室的整个区域。该旋转体如研磨室是彼此独立驱动的或者同步驱动的，其是通过外部驱动器来开始运动的。该研磨室和旋转体可以同方向旋转，或者优选反方向旋转。该研磨室可以抽真空，并且研磨加工是在真空运行的，或者该研磨室可以用保护性或者惰性气体进行填充，并且运行。保护性气体的例子是例如Ny(A，惰性气体是He或者Ar。研磨室以及因此的研磨产品可以进行加热或者冷却。研磨可以在低温来进行。9研磨时间典型的是10小时和更低。最小研磨时间有利的是15min。优选的研磨时间是15min到5小时。特别优选的研磨时间是30min_3小时，特别是高到2小时。球碰撞是能量转移的主要原因。能量转移可以表达为式Ekin二m/，m是球的质量，v是球的相对速度。在球磨机中的机械合金化通常是用例如直径2.5mm和重量为大约50g的钢球来进行的，或者是用重量为0.4g的同样直径的氧化锆球(Zr02)来进行的。与能量输入到球磨机中一致，能够生产这样的材料，其具有金属或者聚合物和CNT层优选的分布。逐渐的增加能量输入时，单层的厚度会变化。除了能量输入之外，在经研磨材料中的CNT层的厚度可以通过供给到该研磨加工中的CNT结构的厚度来进行控制。逐渐增加能量输入时，单层的厚度会降低，并且各自层的面积大小会增加。由于面积大小的增加，CNT单层会例如接触到在二维上连续的CNT层，或者连续的在二维上接触的CNT层穿过粒子。因此能够在第二材料组分中基本保持CNT的优异性能，例如一方面保持CNT的导热性和导电性，另一方面保持金属的延展性或者聚合物的弹性。第二材料组分性能的进一步的控制可以通过混合不同的起始材料的两种或者更多种材料和/或在其生产过程中的能量输入来实现。材料例如金属或者塑料(无CNT)和一种或多种含有CNT的材料也可以进行混合或者机械合金化，即，研磨。不同的材料可以逐项地与该材料进行混合，或者进行第二次研磨或者更多次研磨。第二次研磨或者随后的研磨可以持续例如10小时和更少的研磨时间。该第二次研磨的最小时间期间有利的是min。第二研磨时间优选是10min到5小时。特别优选的第二研磨持续时间是15min-3小时，特别是高到2小时。具有高CNT含量的第二材料组分和具有更低的CNT含量的材料或者具有不同的能量输入的材料可以例如在第二研磨过程中进行加工。含有CNT的材料，例如含有CNT的金属例如铝也可以在第二研磨过程中与无CNT的金属(例如同样是铝)一起来进行加工。该第二研磨过程或者更多个研磨过程，或者机械合金化在这种情况中仅仅进行到这样的程度，即，所形成的材料不是完全均匀的，而是保持了每个材料的固有性能，并且补充了最终材料中的效果。使用所述的方法，能够克服CNT的固有性能使得有针对性地加工不能进行的问题，例如比金属的比重更低的比重和CNT由金属润湿的性能差。因此，作为不同的密度的一个例子可以给出的是铝为2.7g/cm而CNT为1.3g/cm3。第二材料组分被用在例如模制体中，包括半成品和层，其是通过喷铸，热喷涂方法，等离子体喷涂，挤出方法，烧结方法，压力控制的渗透方法或者压力铸造来生产的。本发明的第二材料组分因此可以通过例如喷铸到模制体中来加工。在该喷铸过程中，金属熔体(例如来自钢、镁或者优选来自铝或者铝合金的熔体)经由加热的坩埚供给到喷头，在此雾化成细滴，并且喷涂到基材或者基底上。初始仍然熔融的小滴在从雾化装置飞行到位于下面的基材的过程中冷却。该粒子流在此高速冲击，来逐渐形成所谓的沉积和在该过程中完全凝固，并进一步冷却。在喷铸中，具体的相转变"液体变固体"难以精确定义，一起生长来形成密封的材料复合物的小的熔融粒子的状态被用于该成型方法中。在本发明的情况中，含有CNT的第二材料组分以粉末形式供给到雾化装置中，并且由该喷涂方法的金属熔体来喷涂细金属滴。该方法这样来进行，以使得含有CNT的材料不熔融或者仅仅在表面上熔融以及不发生脱混。材料的粒子流和金属滴以高速冲击到基材上，并且生长来沉积。根据基材，例如旋转的圆盘，旋转的棒或者台子，固体例如螺栓，中空体例如管子或者材料带例如金属片或者型材可以作为模制体来生产。沉积物是金属与置入的CNT紧密和均匀的混合物，在该结构中具有所述成分期望的均匀排布。该沉积物可以聚集成例如螺栓的形式(所谓的坯)。在下面的处理步骤中，例如螺栓的挤出可以生产无缺陷的高紧凑半成品(管，金属片等)或者带有层压结构的模制体。该半成品和模制体，例如在结构中具有或多或少的显著的各向异性以及机械和物理性能，例如导电性，导热性，强度和延展性。本发明的两相铝材料另外的应用是中子捕集器、射流调制或者射流保护层的生产领域。本发明的第二材料组分允许以另一方式来用作模制体或者层，该模制体是通过热喷涂方法例如等离子体喷涂或者冷气体喷涂来生产的。在该热喷涂方法中，粉末材料被注入到能量源中，并且在此(这取决于该方法的变性方案)进行仅仅加热，部分熔融或者完全的熔融，并且在待涂覆的表面方向上加速到高速(这取决于方法和参数的选择，从几m/s到1500m/s)，在这里碰撞的粒子沉积成层。如果理想的受热粒子或者表面上仅仅部分熔融的粒子以非常高的动能碰撞到基材上，则CNT优选处于液滴平面上，即，与射流和冲击方向横切的平面上。这导致了材料性能例如拉伸强度的受控的各向异性。含有CNT的第二材料组分可以替代性的或者还另外通过挤出方法、烧结方法或者压力铸造方法来进一步加工成为模制体。在压力铸造中，高金属压力的目标是获得缓慢的，特别是层压的连续模填充。例如，复合材料可以通过液化金属在多孔纤维或者粒子模制体中进行渗透来生产。在压力铸造方法中，由含有CNT的金属制成的第二材料组分在浇铸模具中是作为粉末状基质材料而存在的。金属被缓慢的压入到该加热的浇铸模具中，该金属的熔点低于所述的材料，例如在包含铝的材料的情况中，该金属是熔融温度低于75(TC的金属。该液体金属在所施加的压力下渗透到粉末基质材料中。然后可以将该浇铸模具冷却，并且将模制体从该模具中除去。该方法也可以连续进行。在一种实施方案中，金属例如铝可以加工成表现出触变行为的预制品，并且向该预制品混入CNT。取代液化的金属，也可以将处于触变行为状态(部分液体/部分固体)的含有CNT的预热金属在浇铸模具中进行加压。也可以将粒子或者颗粒形式的材料(在单个粒子中金属是与CNT层交替成层的)作为堆积共混物填充到浇铸模具中，来加热该浇铸模具和来实现在压力下对于该模具的完全填充，而没有在模制体中产生孔和气泡。最后，粗混合的金属粉末例如铝粉末或者具有触变性能的铝，和CNT(该CNT是海绵形的或者是簇形式，直径是例如高到0.5mm)可以进行粗混合，并且在热的作用下压入到浇铸模具中，来熔融该金属。使用该压力铸造方法，模制体例如棒状模制体可以不连续或者连续地进行生产。具有触变性能的铝可以例如如下来获得通过熔融铝或者铝合金，并且不断的搅拌来快速冷却，直到凝固。在一种特别优选的扩展方案中，第二射流可以是与第一射流相同的射流，换句话说，如果需要，第一组分和第二组分可以一起供给到例如喷涂喷嘴，来在喷铸过程中提供单一的喷流射。此外，一种变化已经被证实是尤其有利的，在其中将与第一射流分开形成的第二射流用来将第二材料组分供给到第一射流。如果需要，所述射流的一个或者两个可以形成喷射流。此外，如果需要，第一和第二射流可以是共线形式的，或者如果需要，彼此成一定的角度来提供。如上面已经部分解释的那样，已经证实特别有利的是将第一材料组分以熔融态引入到第一射流中。为此目的，第一材料组分可以例如经由喷嘴作为液滴，喷涂到第一射流中来引入。在一种优选的方式中，第二材料组分可以以粉末态引入到第二射流中。颗粒态的第二材料组分，优选是纳米粒子，特别适合于此。这样的和类似的粒子会表现出对于上述研磨方法之一而言是特别优选的方式。根据这种扩展方案所提供的第一射流和与该第一射流分开的第二射流的排列首先确保了引入第二组分，而不会发生例如纳米粒子与铝基质的脱混。该喷入的粒子在例如第一材料组分液滴的热雾中暂时熔融，均匀混合，并且在相对短的飞行时间之后，一起沉积到基材上，在这里该两相铝材料的原料立即凝固。在其它同样合适的扩展方案中，此外可能的是将第一材料组分以粉末态引入到第二射流中，将第二材料组分以熔融态引入到第一射流中。总之，该铝两相材料和由其形成的模制体表现出好的温度传导性和导电性。由本发明的材料制成的模制体的温度行为是优异的。热膨胀性是低的。蠕变伸长率得以改进。通过将CNT加入到金属例如铝中，可以观察到例如0.6-0.7Fm的明显细化的晶粒结构。将CNT加入到金属会影响该金属的重结晶或者阻止重结晶。通过将CNT加入到金属中能够降低或者防止裂纹的扩散。本发明材料的特征在于特别高的耐热性。现在将参考附图在下面对本发明的实施方案进行描述。这些附图不必是按照尺寸来表示所述的实施方案的，相反该附图是以示意性的和/或稍微曲解的形式来进行的，在这里用于解释。关于对能够直接从该附图中辨别的教导的补充，可以参考相关的现有技术。这里可以考虑对实施方案的形式和细节进行不同的改进和改变，而不脱离本发明的通用观念。在本发明的说明书、附图和权利要求书中所公开的特征在本发明的单个扩展方案和任何组合的扩展方案二者中都可以是重要的。另外在说明书、附图和/或权利要求书所公开的至少两个特征的全部组合都落入本发明的范围内。本发明的通用观念不限于下面所示和所述的优选实施方案的精确形式或者细节或者不限于这样的主题，其将受限于与权利要求中所要求的主题的对比。带有给定的测量范围时，处于所述界限中的值也被公开，并且能够根据期望使用和要求保护，来作为界限值。具体的，该附图的图1-图9表示如下图1:表示了一种示意性的图表，其解释了与纯铝相比，带有CNT的铝基复合材料的拉伸强度能够非常大的提高；图2:表示了一种喷铸装置的示意图，该装置用于根据本发明的观念来施加两相铝材料；图3:表示了纯铝形式的第一材料组分和铝/CNT复合材料形式的第二材料组分的飞行阶段的示意性说明图；图4:表示了在第二材料组分粒子中的两相铝结构的示例性的显微镜照片，该第二材料组分的形式为在铝基质中带有可清楚辨认的CNT相的A1/CNT复合材料；图5-图9:表示了通过显微镜所看到的起始产品和最终材料组分，在每种情况中使用了大的放大倍率；图5:表示了在机械合金化之前，放大的铝粒子和CNT聚集体的混合物，该混合物用来形成优选的第二材料组分。浅色的铝粒子表示为(1)。深色的CNT聚集体表示为(2);图6:表示了在机械合金化之后，粉末或者粒子形式的优选的第二材料组分的放12大图。没有看到游离的CNT。全部的CNT并入到铝粒子中，其已经发生了多次变形、破碎和焊合；图7:表示了穿过AI/CNT复合材料形式的优选的第二材料组分的粒子的截面图。可以在该材料的粒子中看到层结构，或者多个层。灰色调的铝金属和浅色/深色的CNT线状嵌入物的这些层可以在该图中交替看到；图8:表示了穿过AI/CNT复合材料形式的优选的第二材料组分的另外的粒子的截面图。可以在该材料的粒子中看到层结构，或者多个层。交替的浅色结构的铝金属(3)和深色的在该铝中的CNT(4)线状嵌入物的这些层是可见的。与图7的材料相比，图9中的材料具有更低的CNT份额，其是与更密集的铝隔开的。包围该粒子的灰色区域(5)表示了树脂，其中显微镜图的材料被置入；图9:表示了一种在电子显微镜中的例如可以使用的CNT海绵结构，例如用于生产根据本发明的材料。这种类型的海绵结构也可以例如用于压力铸造方法中；图10:示意性的表示了在机械合金化中发生的主要过程破碎，堆叠和焊合，其在高能研磨过程中以高频率频繁重复，产生了所涉及的材料(因此产生了在图6-图8中作为举例所示的第二材料组分的材料的)所谓的"严重的塑性变形"；图11:表示了喷铸装置另外一种实施方案的示意图，该装置用于根据本发明的观念来施加两相铝材料；图12:表示了在拉伸强度和伸长率方面，作为硬材料的体积分数(作为最终的两相铝材料的百分比)函数的硬和软组分的体积分数效应；图13:表示了依赖于CNT含量的拉伸强度和伸长率作为铝材料中的CNT含量(重量％)的函数，该铝材料例如可以尤其用于本发明构思的更硬的第二材料组分；图14:表示了优选的两相铝材料显微图的电镜照片，该材料例如是使用本发明构思的有利的喷铸方法来获得的。图15:表示了在由本发明的两相铝材料所生产的拉伸试棒的拉力试样中，来自电子显微镜的典型的裂纹图。实施例在球磨机中，通过高能研磨对纯铝和CNT粉末进行机械合金化，其中球速度达到1lm/s以上，使用不同的研磨时间生产了不同的材料。该材料进一步通过粉末挤出方法来加工，并且生产了一系列的棒状试样。将该试样进行表中所列的测试。表中的温度数据代表了在挤出方法中的加工温度。该试样包含6重量％的CNT。时间信息30、60和120min作为在机械合金化过程中给出的研磨时间，来生产所述的材料。实施例1是具有纯铝而不具有CNT的对比试验。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>*弹性模量从该表可以看出，在每种情况中拉伸强度和硬度增加了大约400%。该值可以通过材料中的CNT含量和生产该材料的研磨方法例如研磨时间来进行控制。弹性模量能够增加80%。弹性模量可以通过材料生产中的机械合金化过程中的研磨时间和通过挤出方法的加工温度来进行影响。图1表示了与纯铝(Al+0%CNT)相比，一系列的以AI/CNT复合材料的紧密混合物形式的第二材料组分相关的拉伸强度/延展性曲线。这样的曲线中表示拉伸强度的最高点在本发明的情况中被称作"应力/应变极限"，并且显示了例如在具有8%CNT的铝基复合材料(A1+8%CNT)的情况中，这种类型的复合材料的拉仲强度为纯铝的拉伸强度的接近5倍高。低于此时，在该复合材料中的拉伸强度值可以用更小的CNT份额(例如A1+6XCNT或者A1+4XCNT)来实现，它还确保了延展性仍然比较高。具有更小的CNT份额的铝基复合材料还具有挤出温度相对低这样的优点。图2表示了喷铸装置11的图，在其中例如存在于坩埚12中的作为熔体13的纯铝可以被供给到漏斗14，然后供给到喷涂喷嘴15，将该液体雾化成细分散的液滴，形成具有有利的所选择的喷涂锥形的第一射流16。在这种情况中未示出的、并且通常共线的或者以一定角度稍微偏离的分开的射流，来将以纯铝/CNT复合材料形式存在的第二材料组分的粉末粒子喷到第一喷射流16的喷涂锥形中。图3中示意性表示的纯铝液滴17的雾和AI/CNT粒子复合材料18以部分熔融态19和合适的冲击速度20到达基材21上，并且在此立即凝固来形成试样22。图4表示了用于生产这种类型试样的处于AI/CNT复合材料形式的第二材料组分粒子的显微镜图。该在小铝片中的CNT部分所获得的结构形式可以清楚的在浅色点处看到。这样具有结合入的CNT的高强度结构成分被纯铝形成的软结构的部分所包围，该软结构部分表现为深色。总之，由此提供了铝两相材料，其将具有相对高延展性和低拉伸强度的第一材料组分与具有相对低的延展性和高拉伸强度的第二材料组分结合在一起，作为相混合物。图10表示了在机械合金化所用的高能研磨方法中发生的主要过程，S卩，焊合、破碎和堆叠，其最终导致了所涉及的材料的强的塑性变形(严重的塑性变形)。当在优选的更硬的铝合金与CNT材料的混合物上使用该高能球磨方法时，其因此导致了所涉及材料由于研磨而产生非常强的增强(Verfestigimg)，并因此导致了根据本发明观念的特别优选的第二(更硬的)材料组分。该增强在此基本上是按照已知的HALL-FETCH方程来进行的。这表明所涉及的粒子的直径越小，最大能够达到的拉伸强度也就越大。具体的，根据该HALL-PETCH方程，最大能够达到的拉伸强度P应当与所涉及的粒子直径的平方根成反比例，在任何情况中该方程在粒子直径低于lpm开始是有效的。铝材料例如诸如纯铝或者带有CNT的相对高硬度的铝合金的高能研磨不仅具有图10中所解释的优点，即，CNT部分紧密引入到该铝材料中，而且还具有另外的优点，即，CNT用作了研磨助剂。根据一种特别优选的实施方案，现有技术中常规的研磨助剂例如硬脂酸等的份额由此可以降低或者完全取消。图11示意性的表示了一种生产方法(对图2示意性表示的生产两相铝材料的方法的改进)，在其中两个非共线的喷射流31，32被用来施加第一和第二材料组分。图11与图2和图3的具有相同作用的其它相同的一个或多个零件使用了相同的附图标记。在这种情况中，使用两个粉末注射器41，42来将第二组分以粉末状引入到铝液滴17的载体射流31，32中。在这种情况中，第一喷射流31和32之间的角度可以变化_在这种情况中通过调整第二喷射流32来改变。同样的，在该情况中，粉末量可以根据需要调整来引入到第一和第二喷射流31，32中。任选的，在一种改进中，第一喷射流31可以不使用粉末引入，S卩，仅仅由铝材料例如诸如纯铝或者合金铝来供给。—种有利的铝两相材料坯可以通过这种类型和其它类型的排列来生产。一方面，已知的是使用纯的粉末状CNT不能生产坯。另一方面，公认的是对CNT进行强加热，特别是在高于60(TC加热时，将产生碳化铝。后者会导致所产生的材料非常易于产生分裂。通过将这种粉末状的含有CNT的第二材料组分引入到具有铝液滴17(优选是纯铝或者更硬的铝合金)的喷射流的液相中，能够防止这种分裂。短的飞行时间同样防止了相反的化学反应。特别地，使用两个喷涂喷嘴或者两个喷射流来形成该两相铝体已经被证实是有利的。在一种有利的后续生产步骤中，进一步的致密化可以通过挤出过程等，例如在所述的坯上进行。作为举例，图13表示了用来根据本发明的观念形成(更硬的)第二材料组分的优选的铝材料组分的拉伸强度和伸长率行为，其是CNT含量的函数。可以使用7000系列的铝合金例如作为起始合金，其的伸长率在低CNT含量时是最大的。第二材料组分的CNT含量已经被证实是特别有利的，以让伸长率降低在10%-30%的范围。在这种情况中，拉伸强度有利的是也处于更高的拉伸强度范围中，特别是处于最大拉伸强度值和与伸长率曲线的交叉点之间。已经发现处于拉伸强度曲线和伸长率曲线之间的交叉区域中的区域中的CNT含量是有利的。作为举例，图12表示了在最终的两相铝材料中的拉伸强度和伸长率的扩展方案，该最终的两相铝材料具有逐渐增高的(更硬的)第二材料组分份额(作为最终的两相铝材料的百分比)。它由此解释了实际上任何期望的有利的高拉伸强度值(仍然具有高的最大伸长率)可以通过改变处于更硬的第二材料组分形式的硬材料的体积份额来进行调整。图14表示了在最终的两相铝材料中，细小的、非均相的、但是均匀分布的更硬的第二材料组分和更软的第一材料组分。在浅色区域中能够看到该两相铝材料的硬相。在深色区域中能够看到该两相铝材料的软相。图15在下部放大的区域中，表示了在图15上部所示的拉伸试棒的一种典型的裂纹图。参考所标记的CNT-1和CNT-2，可以清楚的看到嵌入到铝材料中的不同长度的CNT。总之，本发明提供了粒子或者粉末形式的含有碳纳米管(CNT)的复合材料的加工，其中，在该材料中，例如，将金属以10nm-500000nm的层厚与厚度是10nm-100000nm的CNT层交替成层。该材料是通过机械合金化来生产，即，通过金属粒子和CNT粒子重复的变形、破碎和焊合来生产，优选通过在球磨机中进行研磨来生产出，该球磨机含有研磨室和作为研磨体的研磨球以及旋转体来生产高能球碰撞。还描述了生产两相铝的方法，在其中复合材料和不同的性能铝合金是在0spray方法中进行合金化的。权利要求具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料，其是以喷铸方法来生产的，具有至少一种第一材料组分和至少一种第二材料组分，该第一材料组分以铝基合金的形式经第一射流引入来形成第一相，该第二材料组分经第二射流引入来形成第二相，特征在于所述第二材料组分处于铝基复合材料的形式，其一方面具有铝和/或铝基合金，另一方面具有含非金属的材料；其中，与所述第二材料组分相比，在每种情况中都作为分开的材料，所述第一材料组分具有更高的伸长率(延展性)和/或更低的拉伸强度。2.根据权利要求l的两相铝材料，特征在于与第一材料组分相比，在每种情况中都作为分开的材料，该第二材料组分具有更低的伸长率(延展性)和/或更高的拉伸强度。3.根据权利要求1或者2的两相铝材料，特征在于所述第一材料组分，作为分开的材料，具有小于100MPa，特别是小于70MPa的拉伸强度(应力)，和/或具有大于15%，特别是大于20%的最大伸长率(延展性，应变)。4.根据权利要求1-3中任一项的两相铝材料，特征在于，所述第二材料组分，作为分开的材料，具有大于500MPa，特别是大于1000MPa的拉伸强度，和/或具有小于3%，特别是小于1%的最大伸长率(延展性)。5.根据权利要求1-4中任一项的两相铝材料，特征在于所述第一材料组分处于含不可避免的杂质和/或添加物的纯铝的形式。6.根据权利要求1-5中任一项的两相铝材料，特征在于所述第一材料组分处于含不可避免的杂质和/或添加物的铝合金的形式。7.根据权利要求1-6中任一项的两相铝材料，特征在于所述第二材料组分处于特别是紧密的混合物的形式，优选处于这样的混合物形式，即该混合物是通过对一方面纯铝和/或铝基合金以及另一方面CNT进行机械合金化来形成的。8.根据权利要求1-7中任一项的两相铝材料，特征在于所述第一和/或第二材料组分还具有塑料和/或聚合物和/或高耐热成分，特别是石墨和/或硅成分。9.根据权利要求1-8中任一项的两相铝材料，特征在于所述第二射流是与所述第一射流相同的共线的或者优选分开的射流，特别是喷射流。10.根据权利要求1-9中任一项的两相铝材料，特征在于该第一材料组分以熔融态引入到第一射流中，特别是作为液滴引入，优选是通过喷嘴喷入到第一射流中。11.根据权利要求i-io中任一项的两相铝材料，特征在于该第二材料组分是以粉末态，优选作为粒子，特别是作为纳米粒子，而引入到第二射流中，特别是这样来引入即，不发生一方面铝和/或铝基合金和另一方面含有非金属的材料的脱混，该含有非金属的材料优选是CNT。12.根据权利要求l-ll中任一项的两相铝材料，特征在于该第一材料组分以粉末态引入到第二射流中和/或该第二材料组分以熔融态引入到第一射流中。13.根据权利要求1-12中任一项的两相铝材料，特征在于，在所述的材料中，至少一种金属和/或至少一种塑料是与CNT层交替成层的。14.根据权利要求1-13中任一项的两相铝材料，特征在于第二材料组分的粒度是0.5nm-2000nm，有禾U的是1iim_1000iim。15.根据权利要求1-14中任一项的两相铝材料，特征在于金属或者塑料的单层厚度是10nm-500000nm，有利的是20nm-200000nm。16.根据权利要求1-15中任一项的两相铝材料，特征在于含有CNT的层的厚度是10nm-100000nm，有利的是20nm-50000nm。17.根据权利要求1-16中任一项的两相铝材料，特征在于在所述材料的粒子内，至少一种金属或者塑料是与CNT层以均匀设置的层厚进行交替成层的。18.根据权利要求1-17中任一项的两相铝材料，特征在于在所述材料的粒子内，至少一种金属或者塑料是与CNT层交替成层的，其中在该粒子中存在着这样的区域，该区域具有高浓度的CNT层和低浓度的金属或者塑料层。19.根据权利要求1-18中任一项的两相铝材料，特征在于多个CNT层穿过该材料的粒子在部分区域中彼此接触，并且穿过该粒子来形成连续的CNT穿透。20.根据权利要求1-19中任一项的两相铝材料，特征在于除了铝或其合金之外，还包含作为金属的铁类和非铁类金属，贵金属，合乎目的的是选自铁、钴和镍系列的铁类金属，其合金以及钢，非铁类金属，合乎目的的是铝、镁和钛及其合金，选自钒、铬、锰、铜、锌、锡、钽或者钨系列的金属及其合金，或者选自黄铜和青铜系列的合金，或者选自铑、钯、钼、金和银系列的金属，作为单独一类或者彼此的混合物。21.根据权利要求1-20中任一项的两相铝材料，特征在于包含作为聚合物的热塑性的、弹性的或者热固性的聚合物，优选是聚烯烃、环烯烃共聚物、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、苯乙烯_丁二烯共聚物、丙烯腈_丁二烯共聚物、聚氨酯、聚丙烯酸酯和共聚物、醇酸树脂、环氧化物、酚醛树脂、脲醛树脂，作为单独一类或者彼此的混合物。22.根据权利要求1-21中任一项的两相铝材料，特征在于该CNT的直径是0.4nm-50nm，长度是5nm-50000nm。23.根据权利要求1-22中任一项的两相铝材料，特征在于该CNT是由碳纳米管制成的二维或三维结构体，优选是边长为10nm-50000nm的结构体。24.根据权利要求1-23中任一项的两相铝材料，特征在于该材料包含的CNT的量基于该材料是0.1-50重量％，合乎目的的CNT的量是0.3-40重量％，优选的CNT的量是0.5_20重量％，特别的CNT的量是1-6重量％。25.根据权利要求1-24中任一项的两相铝材料，特征在于铝或者铝合金是该材料的金属，并且该材料包含0.5-10重量％的CNT，优选3-6重量％的CNT。26.用于生产根据权利要求1-25中任一项的两相铝材料的方法，其具有下面的步骤-通过机械合金化来加工在每种情况中处于颗粒、粒子、纤维和/或粉末形式的铝和/或铝基合金和非金属、特别是CNT，的部分，以提供铝基复合材料形式的第二材料组分，该复合材料一方面具有铝和/或铝基合金，另一方面具有含有非金属的材料，-如下来对具有第一相和第二相的基于铝的两相铝材料进行喷铸，特别是在OSPRAY方法过程内进行-在至少一种第一射流中，引入铝基合金形式的第一材料组分，来形成第一相-在至少一种第二射流中，引入第二材料组分来形成第二相，其中_与第二材料组分相比，在每种情况中都作为分开的材料，所述第一材料组分具有更高的延展性和/或更低的拉伸强度。27.根据权利要求26的用于生产两相铝材料的方法，特征在于机械合金化是通过金属或者塑料粒子和CNT粒子的重复的变形、破碎和焊合来进行的，优选是在球磨机中，通过高能球碰撞的机械合金化来进行的，该球磨机含有研磨室和作为研磨体的研磨球。28.根据权利要求26或者27的用于生产两相铝材料的方法，特征在于球磨机的研磨室具有筒状的，优选圆筒状的横截面，并且研磨球是通过研磨室围绕着它的筒轴旋转来移动的，并且通过驱动旋转体来进行加速，该旋转体在该研磨室中在筒轴的方向上延伸，并且装备有多个凸轮。29.根据权利要求26-28中任一项的用于生产两相铝材料的方法，特征在于研磨球的速度是至少6m/s，特别是11m/s，该研磨球的速度有利的范围是6-14m/s，特别是11m/s_14m/s。30.根据权利要求26-29中任一项的用于生产两相铝材料的方法，特征在于研磨时间是10小时和更低，并且最小的研磨时间是5min，该研磨时间优选是15min-5小时，特别优选是30min-3小时，特别是高到2小时。31.根据权利要求26-30中任一项的用于生产两相铝材料的方法，特征在于该旋转体具有分布在整个长度上的多个凸轮，并且有利的是延伸经历在筒轴中的研磨室的整个范围。32.根据权利要求26-31中任一项的用于生产两相铝材料的方法，特征在于将相同或者不同的起始材料的两种或更多种不同的材料和/或能量输入进行混合或者进行第二次研磨或者更多次研磨。33.根据权利要求26-32中任一项的用于生产两相铝材料的方法，特征在于将无CNT的金属或者塑料和相同或者不同的起始材料的一种材料或者多种不同的材料和/或能量输入进行混合或者进行第二次研磨或者更多次研磨。34.根据权利要求1-33中任一项的两相铝材料的用途，用于通过下面的方法来生产模制体喷铸、热喷涂方法、等离子体喷涂、挤出方法、烧结方法、压力控制渗透方法或者压力铸造。全文摘要本发明涉及含有碳纳米管(CNT)的粒子或者粉末形式的复合材料的加工，其中，在该材料中，例如将金属以10nm-500000nm的厚度，与厚度为10nm-100000nm的CNT层交替进行成层。该材料是通过机械合金化来生产的，即，通过将金属粒子和CNT粒子进行重复的变形、破碎和焊合来生产，优选通过在球磨机中进行研磨，该球磨机含有研磨室和作为研磨体的研磨球以及用于产生高能球碰撞的旋转体。还描述了一种生产两相铝的方法，在其中，以Ospray方法，将材料作为复合材料和不同性能的铝合金的组合来进行合金化。文档编号B32B5/00GK101754826SQ200880025078公开日2010年6月23日申请日期2008年7月18日优先权日2007年7月18日发明者H·阿当斯,M·德沃拉克申请人:艾尔坎技术及管理有限公司