碳纳米管增强镁基复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金复合材料领域，具体涉及一种碳纳米管增强镁基复合材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 在现代机械装备中，所有转动零件都需要用轴承、轴瓦或轴套来支撑，由于现代机 器与机构的转动速度和负载急剧增高，以及由于航空航天、核能及低温技术的发展，在现有 的轴承材料中，按照使用寿命和在不同的条件下工作的可能性，粉末冶金材料的应用都占 第一位。镁系合金具有高强度、耐蚀、耐磨等特性，具有无污染、同时具有自润滑、免维护的 典型特点，成为滑动轴承发展的重要方向之一。
[0003] 现有技术的镁系合金常常会加入非金属材料来调节材料的摩擦磨损性能，但是通 常会出现抗拉强度降低、机械强度减弱的问题。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的在于提供一种碳纳米管增强镁基复合材料及其制备方 法，制得的复合材料具有更好的抗拉强度和收缩率。
[0005] 本发明的技术方案：
[0006] 碳纳米管增强镁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管3~7%，氢 氧化铝5~10%，偏硼酸1~5 %，甲基乙基硅油3~6 %，羟基硅油1~5%，二乙烯三胺1~ 3%，三乙烯四胺1~5%，余量镁粉。
[0007] 优选的，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管4~6%，氢氧化错6~8%，偏硼 酸2~4%，甲基乙基硅油4~5%，羟基硅油2~3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2~4%，余 量为镁粉。
[0008] 更优选的，含有以下质量百分含量的组分：碳纳米管5%，氢氧化铝7%，偏硼酸 3%，甲基乙基硅油4%，羟基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2%，余量为镁粉。
[0009] 所述碳纳米管的管径为20~30nm，长度为0 · 5~2μηι。
[0010] 碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0012] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为70~80°C，烘干时间10~20min;
[0013] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 85 ~110°C，压力 5 ~20MPa，时间 15 ~25min;
[0014] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0015] 步骤(3)中，模压温度95°C，压力15MPa，时间20min。
[0016] 有益效果：
[0017] 本发明制备得到的镁基复合材料通过加入碳纳米管，抗拉强度和收缩率有明显提 高，应用范围更广。
【具体实施方式】
[0018] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 碳纳米管增强镁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管3 %，氢氧 化铝5%，偏硼酸1 %，甲基乙基硅油3%，羟基硅油1 %，二乙烯三胺1 %，三乙烯四胺1 %，余 量镁粉。
[0021] 制备方法，包括如下步骤：
[0022] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0023] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为70°C，烘干时间lOmin;
[0024] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 85°C，压力 5MPa，时间 lanin;
[0025] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0026] 实施例2
[0027] 碳纳米管增强镁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管4%，氢氧 化铝6%，偏硼酸2%，甲基乙基硅油4%，羟基硅油2%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2%，余 量为镁粉。
[0028]制备方法，包括如下步骤：
[0029] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0030] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为73°C，烘干时间13min;
[0031] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 9〇 °C，压力 1 OMPa，时间 17min;
[0032] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0033] 实施例3
[0034] 碳纳米管增强镁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米 管5%，氢氧化铝7%，偏硼酸3%，甲基乙基硅油4%，羟基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯 四胺2 %，余量为镁粉。
[0035]制备方法，包括如下步骤：
[0036] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0037] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为75°C，烘干时间15min;
[0038] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 95 °C，压力 15MPa，时间 2〇min;
[0039] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0040] 实施例4
[0041 ]碳纳米管增强镁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管6 %，氢氧 化铝8%，偏硼酸4%，甲基乙基硅油5%，羟基硅油3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺4%，余 量为镁粉。
[0042]制备方法，包括如下步骤：
[0043] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0044] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为78°C，烘干时间18min;
[0045] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 l〇〇°C，压力 18MPa，时间22min;
[0046] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0047] 实施例5
[0048] 碳纳米管增强镁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管7 %，氢氧 化铝10%，偏硼酸5%，甲基乙基硅油6%，羟基硅油5%，二乙烯三胺3%，三乙烯四胺5%，余 量镁粉。
[0049] 制备方法，包括如下步骤：
[0050] (1)将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；
[0051] (2)将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀， 烘干，烘干温度为80 °C，烘干时间20min;
[0052] (3)将步骤(2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度 ll〇°C，压力2〇MPa，时间25min;
[0053] (4)模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。
[0054] 对比例1
[0055] 与实施例3的区别在于:复合材料中未加入碳纳米管。
[0056]制备方法同实施例3。
[0057]性能测试
[0058] 将实施例1~5及对比例1制得的复合材料进行抗拉强度及收缩率的测试，结果见 表1。
[0059] 衷 1
[0060]
[0061 ]从表1可以看出，与对比例1相比，本发明提供的复合材料抗拉强度和收缩率有明 显提尚。
[0062]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节。
【主权项】
1. 碳纳米管增强镁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分:碳纳米管 3~7%，氢氧化铝5~10%，偏硼酸1~5%，甲基乙基硅油3~6%，羟基硅油1~5%，二乙烯三胺1~3%，三 乙烯四胺1~5%，余量镁粉。2. 根据权利要求1所述的碳纳米管增强镁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分 含量的组分:碳纳米管4~6%，氢氧化铝6~8%，偏硼酸2~4%，甲基乙基硅油4~5%，羟基硅油2~ 3%，二乙烯三胺2%，三乙烯四胺2~4%，余量为镁粉。3. 根据权利要求1所述的碳纳米管增强镁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分 含量的组分:碳纳米管5%，氢氧化铝7%，偏硼酸3%，甲基乙基硅油4%，羟基硅油3%，二乙烯三 胺2%，三乙烯四胺2%，余量为镁粉。4. 根据权利要求1~3任一项所述的碳纳米管增强镁基复合材料，其特征在于，所述碳纳 米管的管径为20~30nm，长度为0 · 5~2μηι。5. -种权利要求1所述碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： (1) 将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀； (2) 将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1)的混合液中，搅拌至均匀，烘 干，烘干温度为70~80 °C，烘干时间10~20min; (3) 将步骤（2)的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压，温度85~ ll〇°C，压力5~20MPa，时间 15~25min; (4) 模压结束之后，冷却，取出，即得碳纳米管增强镁基复合材料。6. 根据权利要求5所述的碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3) 中，模压温度95 °C，压力15MPa，时间20min。
【专利摘要】本发明提供碳纳米管增强镁基复合材料及其制备方法，该复合材料含有以下组分：碳纳米管，氢氧化铝，偏硼酸，甲基乙基硅油，羟基硅油，二乙烯三胺，三乙烯四胺，余量镁粉。制备方法：（1）将碳纳米管分散于甲基乙基硅油和羟基硅油中，搅拌均匀；（2）将偏硼酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺加入到步骤（1）的混合液中，搅拌至均匀，烘干；（3）将步骤（2）的混合物及镁粉混合均匀，放入模压装置的模具内，开始模压；（4）模压结束之后，冷却，取出，即得。本发明制备得到的镁基复合材料通过加入碳纳米管，抗拉强度和收缩率有明显提高，应用范围更广。
【IPC分类】C22C23/00, C22C32/00, C22C1/05
【公开号】CN105624498
【申请号】CN201610111630
【发明人】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明
【申请人】苏州莱特复合材料有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月29日