CN110976897A - 一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供两个顶端互相对应的电极，两个电极分别为石墨电极和金属电极；使两个电极间产生稳定的交流电弧；两个电极接通有10‑1500A的交流电源；本发明通过采用交流电源实现了两个电极的轮流消耗，延长了单次制备的反应时间；在电弧的高温下，石墨电极和金属电极的相对面共蒸发产生碳离子和金属粒子，碳离子和金属粒子互相包覆形成碳纳米角技术复合材料，交流电弧使碳粒子和金属粒子在两个电极间来回往返，增加了碳离子和金属粒子的碰撞机会，从而增加了碳纳米角金属复合材料的产出率和产品的纯度。

Description

一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于碳纳米角金属复合材料技术领域，具体涉及一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法。
背景技术
随着社会经济、科学技术的发展，碳纳米技术在生产生活中的应用越来越广泛，由于其产品的体积小、坚硬程度极高等优点而被大家重视。金属复合材料是指通过冶金结合的方式、利用化学、多种、力学性能的差异性或复合技术将金属材料融合成复合材料。
碳纳米技术是指研究电子、分子、原子在11-100纳米尺度空间中的内在运动特点、运动规律，并利用此性能和规律来制造具有特定功能的设备的科学技术，其目标为操纵原子、制造体积不超过100纳米的机械或物体，主要在微机电技术、医学、材料科学、微电子机械技术、雷达信息技术等领域内被使用。其中碳纳米角是一种纳米材料如若运用合理的制备工艺将其与金属复合材料进行融合，将会给金属复合材料带来极大的变化。
目前多采用直流电弧放电法来制备碳纳米角以及在碳纳米角的表面负载金属制成碳纳米角金属复合材料，在直流电弧放电法中只有阳极在消耗，且制备出的碳纳米角、或碳纳米角金属复合物的产量小。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，从而达到阴极和阳极同步消耗的目的。
本发明的技术方案如下：
一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
提供两个顶端互相对应的电极，两个电极分别为石墨电极和金属电极；
使两个电极间产生稳定的交流电弧。
进一步的，两个电极接通有10-1500A的交流电源。
进一步的，所述金属电极所选用的金属为铜、锡、锌、铁、铝、镍、铬、钴、钼、银、金中的一种或几种。
进一步的，所述石墨电极与所述金属电极等径。
进一步的，在交流电弧发生时，两个电极处于液氮或液氩中。
进一步的，所述交流电的频率为50-6000Hz。。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用交流电源实现了两个电极的轮流消耗，延长了单次制备的反应时间；在电弧的高温下，石墨电极和金属电极的相对面共蒸发产生碳离子和金属粒子，碳离子和金属粒子互相包覆形成碳纳米角技术复合材料，交流电弧使碳粒子和金属粒子在两个电极间来回往返，增加了碳离子和金属粒子的碰撞机会，从而增加了碳纳米角金属复合材料的产出率和产品的纯度。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
提供两个顶端互相对应的电极，两个电极分别为石墨电极和金属电极；
使两个电极间产生稳定的交流电弧。
进一步的，两个电极接通有1500A的交流电源。
进一步的，所述金属电极所选用的金属为铜、锡、锌、铁、铝、镍、铬、钴、钼、银、金中的一种或几种。
进一步的，所述石墨电极与所述金属电极等径。
进一步的，在交流电弧发生时，两个电极处于液氮或液氩中。
进一步的，所述交流电的频率为50-6000Hz，交流电的频率越高效果更好，但频率越高对供电设备的要求更高。
实施例2
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。
将石墨电极和金属电极对置于含有液氮或液氩的反应室中，其中至少一个电极为可动电极从而可以调整两个电极间的间距，使其产生稳定的电弧，两个电极接通10-1500A、频率为50-6000Hz的交流电源，使两个电极之间产生稳定的交流电弧，在电弧区生成的碳纳米角金属复合材料落下沉积在反应室的底部，反应室的底部呈漏斗状且中心开设有出料口，出料口由阀门控制，阀门定期自动打开使碳纳米角金属复合材料流出，收集阳极产物至集尘袋得到纯净的碳纳米角金属复合材料，得到的纯净的碳纳米角金属复合材料的纯度在99％以上，比表面积1200m2/g，粒径2-3mm。
实施例3
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。
将石墨电极和铜电极对置于含有液氮或液氩的反应室中，石墨电极和铜电极的直径均为10mm且石墨电极为可动电极，两个电极接通1000A、频率为50Hz的交流电源，使两个电极之间产生稳定的交流电弧，在电弧区生成的碳纳米角铜复合材料落下沉积在反应室的底部，反应室的底部呈漏斗状且中心开设有出料口，出料口由阀门控制，阀门定期自动打开使碳纳米角铜复合材料流出，收集阳极产物至集尘袋得到纯净的碳纳米角铜复合材料。
实施例4
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。
将石墨电极和锡电极对置于含有液氮或液氩的反应室中，石墨电极和锡电极的直径均为10mm且石墨电极为可动电极，两个电极接通800A、频率为100Hz的交流电源，使两个电极之间产生稳定的交流电弧，在电弧区生成的碳纳米角锡复合材料落下沉积在反应室的底部，反应室的底部呈漏斗状且中心开设有出料口，出料口由阀门控制，阀门定期自动打开使碳纳米角锡复合材料流出，收集阳极产物至集尘袋得到纯净的碳纳米角锡复合材料。
实施例5
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。
将石墨电极和锌电极对置于含有液氮或液氩的反应室中，石墨电极和锌电极的直径均为10mm且石墨电极为可动电极，两个电极接通1500A、2000Hz的交流电源，使两个电极之间产生稳定的交流电弧，在电弧区生成的碳纳米角锌复合材料落下沉积在反应室的底部，反应室的底部呈漏斗状且中心开设有出料口，出料口由阀门控制，阀门定期自动打开使碳纳米角锌复合材料流出，收集阳极产物至集尘袋得到纯净的碳纳米角锌复合材料。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供两个顶端互相对应的电极，两个电极分别为石墨电极和金属电极；
使两个电极间产生稳定的交流电弧。
2.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：两个电极接通有10-1500A的交流电源。
3.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述金属电极所选用的金属为铜、锡、锌、铁、铝、镍、铬、钴、钼、银、金中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述石墨电极与所述金属电极等径。
5.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：在交流电弧发生时，两个电极处于液氮或液氩中。
6.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述交流电的频率为50-6000Hz。
7.根据权利要求1所述的一种采用交流电的碳纳米角金属复合材料的制备方法，其特征在于：通过集尘袋收集生成的碳纳米角金属复合材料。
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