1.一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:包括熔炼保温炉、搅拌装置、保温装置、结晶器以及流槽,所述熔炼保温炉设有熔体出口,所述保温装置内设有通道,所述结晶器安装于保温装置下方,所述熔体出口和所述流槽的入口相连通,所述流槽的出口和所述保温装置上通道的入口相连通,所述保温装置上通道的出口和结晶器的入口相连通,所述保温装置上设有通孔,该通孔与结晶器入口相连通,所述搅拌装置插入该通孔中。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:所述保温装置的通道入口位于保温装置前侧,所述保温装置的通道出口位于保温装置下侧。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:所述搅拌装置包括搅拌叶和旋转轴,所述搅拌叶安装于旋转轴下方,所述旋转轴呈中空状且上下两端均设有开口。
4.根据权利要求3所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:所述保温装置包括上保温板镶块,上保温板和下保温板,所述下保温板安装于结晶器上方,所述保温装置的通道出口设置于下保温板上,所述上保温板位于下保温板上方,所述上保温板与下保温板之间具有空隙形成所述保温装置的通道,所述上保温板上设有用于供搅拌装置穿过的U型槽,所述上保温板的U型槽的槽口朝向流槽的出口,所述搅拌装置贯穿上保温板的U型槽和保温装置的通道出口,所述上保温板镶块镶嵌于上保温板的U型槽内。
5.根据权利要求3所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:所述上保温板和下保温板之间设有一中保温板,该中保温板上设有用于供搅拌装置穿过的U型槽,所述中保温板上的U型槽的槽口朝向所述流槽的出口。
6.根据权利要求3所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于:另设有压板所述压板覆盖于上保温板和上保温板镶块的上方,且所述压板上也设有用于供搅拌装置穿过的U型槽,所述压板上的U型槽的槽口朝向流槽的出口。
7.一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法,采用权利要求1~6中任意一项所述的种碳纳米管增强铝基复合材料的制备设备,其特征在于包括以下步骤:
(1)将铝合金在熔炼保温炉内熔化精炼并保温,熔炼保温熔体内温度为730-760℃,获得合金熔体;
(2)待所有工装准备就绪后从熔体出口放流铝熔体,使得合金熔体经由保温装置通道流入结晶器内;
(3)连续添加定量包覆铜的CNTs粉末和定量保护气体到搅拌装置旋转轴的空腔中,形成气粉混合体,同时开启搅拌装置搅拌,使得气粉混合体经搅拌装置底部开口进入合金熔体中,经搅拌装置高速剪切,迅速分散到保温装置内的合金熔体中,形成CNTs分散熔体,并通过结晶器对CNTs分散熔体进行半连续铸造;
(4)随着结晶器的引锭头下移,CNTs分散熔体不断在结晶器冷却作用下,形成复合材料铸锭,移出结晶器。
8.根据权利要求7所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中CNTs分散熔体在结晶器内结晶形成液穴,将熔体分成液相区和固液两相区,所述气粉混合体添加于固液两相区内。
9.根据权利要求8所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中CNTs分散熔体的温度为液相线温度±8~12℃。
10.根据权利要求8所述的碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于:所述固液两相区与复合材料铸锭的分界线为凝固前沿线,所述搅拌装置的搅拌叶设置于合金熔体的凝固前沿线以上0~100mm,使得气粉混合体添加于凝固前沿线上沿,所述搅拌装置转速为500~2000转/分。