本发明专利技术专利公开了一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置，具体涉及材料制备装置的技术领域。包括电阻加热炉、驱动电机、气罐、加料罐和真空泵，电阻加热炉内设有第一超声发生器，电阻加热炉上穿设有转动轴，转动轴内设有第二超声发生器，转动轴设有第一套筒和第二套筒，第一套筒分布有搅拌杆，第二套筒设有波纹管，波纹管上连通储气箱，储气箱上设有喷嘴和打气筒，喷嘴上安装有压力阀，驱动电机上设有凸轮，驱动杆与转动轴之间连接有皮带，气罐与转动轴之间连通有进气管。采用本发明专利技术技术方案解决了现有的搅拌铸造法无法解决纳米陶瓷颗粒均匀分散在铝基体的问题，可用于获得高质量的碳纳米管增强铝基复合材料。高质量的碳纳米管增强铝基复合材料。高质量的碳纳米管增强铝基复合材料。
【技术实现步骤摘要】
一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置
[0001]本专利技术涉及材料制备装置的
，特别涉及一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置。
技术介绍
[0002]为了满足宇航、航空、先进动力、电力系统等高
对材料提出的更严苛的要求，多功能复合材料及其部件的研究和制备显得愈加重要。其非均质的特性在特定环境下相比均质复合材料具有非常优异的性能，可以充分发挥各种材质的独特优点，又可以克服各自的缺点。它的出现引起众多领域研究者的重视，并且发展成为当前结构材料研究领域中的重要课题之一。纳米颗粒增强铝基复合材料由于具有高比强、高比刚、高耐磨、低热膨胀及优良的减震性能尺寸稳定性等优异的综合性能,是航空航天、汽车制造、电力系统等领域关键零部件轻量化、高性能化的理想材料,具有巨大的应用潜力和广阔的市场前景。
[0003]纳米增强铝基复合材料具有比强度、比刚度高等优点，在航空航天、轨道交通、电子等领域有广泛的应用；传统的搅拌铸造法制备微米颗粒增强铝基复合材料具有成本低、流程短，适用于工业化生产，可以制备大型复杂的铝基复合材料零部件，但由于纳米颗粒表面活性大，极易团聚，因此传统的搅拌铸造法无法解决纳米陶瓷颗粒如何加入铝基体中以及如何在铝基体中均匀分散是搅拌铸造法制备铝基复合材料的技术难题。
技术实现思路
[0004]本专利技术意在提供一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置，解决了现有的搅拌铸造法无法解决纳米陶瓷颗粒均匀分散在铝基体的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的一种技术方案如下：一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置，包括电阻加热炉、驱动电机、气罐、加料罐和真空泵，所述电阻加热炉内设有多个第一超声发生器，所述电阻加热炉上还穿设有内部中空的转动轴，所述转动轴内设有多个第二超声发生器，所述转动轴上位于电阻加热炉内的部分攻有螺纹，所述转动轴外设有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒与转动轴螺纹连接，所述第一套筒上转动连接有第一转动环，所述第一转动环上周向分布有多个搅拌杆，每个所述搅拌杆上还转动连接有第二搅拌杆，所有的所述第二搅拌杆上共同连接有设置在转动轴上的第二转动环，所述第一套筒的顶部还周向开有多个凹槽；所述第二套筒的底部设有多个与凹槽一一对应的凸起，所述第二套筒的顶部设有包覆在转动轴外的波纹管，所述波纹管、第二套筒均与转动轴之间留有间隙，所述波纹管上连通有设置在电阻加热炉上的储气箱，所述储气箱上设有喷嘴和打气筒，所述喷嘴上安装有压力阀，所述打气筒与储气箱之间连接有气管，所述驱动电机的输出轴上设有驱动杆，所述驱动杆上设有凸轮，所述打气筒位于凸轮的运动轨迹上，所述驱动杆与转动轴之间连接有皮带，所述气罐与转动轴之间连通有进气管，所述进气管与转动轴之间设有密封轴承，所述加料罐连通在进气管上，所述真空泵与电阻加热炉之间连通有排气管。
[0006]优选的，所述驱动杆上开有滑槽，所述滑槽内滑动连接有与凸轮一体成型的滑块，所述滑块与滑槽之间连接有弹簧，所述凸轮始终位于喷嘴正上方。
[0007]通过上述设置，可在储气箱进行排气时将喷出的空气来推动凸轮向上移动，使得凸轮与打气筒相分离，有利于提高排气的效率以及维持第一套筒上升的稳定性。
[0008]优选的，所述第二转动环上设有与驱动电机电连接的第一压力传感器，所述储气箱底部设有位于第二套筒运动轨迹上的第二压力传感器，所述第二压力传感器与驱动电机电连接。
[0009]通过上述设置，利用第一压力传感器和第二压力传感器来实现驱动电机的传动方向变化，便于实现自动化作业，降低操作工人的劳动强度，提升搅拌的效率。
[0010]优选的，所述第一搅拌杆与第一转动环之间、第二搅拌杆与第二转动环之间均连接有滚球，所述滚球分别滚动连接在第一转动环或第二转动环上。
[0011]通过上述设置，可是第一搅拌杆、第二搅拌杆在上升或下降的搅拌过程中不规则的摆动，进一步的提升了纳米陶瓷颗粒在铝基体中分散的程度。
[0012]优选的，将复合材料制备装置用于制备镁基复合材料或锌基复合材料。
[0013]与现有技术相比，本方案的有益效果：
[0014]本方案将加粉与搅拌合二为一，采用高能超声与强机械搅拌协同作用制备高质量纳米颗粒增强铝基复合材料。从搅拌杆的中心用气体加压将陶瓷颗粒送至第一超声发生器处，使陶瓷颗粒获得了最大的搅拌分散力，并且受力均匀，陶瓷颗粒在转动轴和搅拌杆中心产生的强烈搅拌下，均匀分散到熔体的各个位置。采用气体加压的方式，可通过精确控制气体压力，将陶瓷颗粒精准、稳定的送入熔体内部指定位置。气体压力稳定可调，便于控制。气体加压可以防止铝液流入转动轴中，本方案采用动密封，在转动的情况下实现了气体送粉。
附图说明
[0015]图1是本实施例1的结构示意图；
[0016]图2是图1中A处的局部放大视图。
具体实施方式
[0017]下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：
[0018]说明书附图中的附图标记包括：电阻加热炉1、驱动电机2、气罐3、加料罐4、真空泵5、第一超声发生器6、转动轴7、第二超声发生器8、第一套筒9、第二套筒10、第一转动环11、第一搅拌杆12、第二搅拌杆13、第二转动环14、滚球15、第一压力传感器16、凸起17、波纹管18、储气箱19、第二压力传感器20、喷嘴21、打气筒22、驱动杆23、弹簧24、凸轮25、皮带26。
[0019]实施例1
[0020]如附图1和图2所示，一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置，包括电阻加热炉1、驱动电机2、气罐3、加料罐4和真空泵5，电阻加热炉1的内壁上设有多个第一超声发生器6，电阻加热炉1上还穿设有内部中空的转动轴7，转动轴7与电阻加热炉1之间连接有密封圈。转动轴7的内壁上设有多个第二超声发生器8，转动轴7上位于电阻加热炉1内的部分攻有螺纹，转动轴7外包覆有第一套筒9和第二套筒10，第一套筒9与转动轴7螺纹连接，第一套筒9的下侧转动连接有第一转动环11，第一转动环11外周向分布有多个第一搅拌杆12，
本实施例中采用四个，每个第一搅拌杆12的自由端均转动连接有第二搅拌杆13，每个第一搅拌杆12上开有供第二搅拌杆13转动的收纳槽，四个第二搅拌杆13的另一端共同连接有第二转动环14，第二转动环14固定连接在转动轴7的下侧，第一搅拌杆12与第一转动环11之间、第二搅拌杆13与第二转动环14之间均连接有滚球15，滚球15分别滚动连接在第一转动环11或第二转动环14上；第二转动环14的顶部还设有与驱动电机2电连接的第一压力传感器16。第一套筒9的顶部还周向开有多个凹槽，本实施例中采用8个凹槽。第二套筒10的底部设有八个与凹槽一一对应的凸起17，每个凸起17均能够卡和在对应的凹槽。第二套筒10的前后两侧均设有与电阻加热炉1滑动连接有的滑杆，电阻加热炉1上开有供滑杆滑动连接的第二滑槽。第二套筒10的顶部设有包覆在转动轴7外的波纹管18，波纹管18、第二套筒10均与转动轴7之间留有间隙，波纹管18上连通有设置在电阻加热炉本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高质量碳纳米管增强铝基复合材料制备装置，其特征在于：包括电阻加热炉、驱动电机、气罐、加料罐和真空泵，所述电阻加热炉内设有多个第一超声发生器，所述电阻加热炉上还穿设有内部中空的转动轴，所述转动轴内设有多个第二超声发生器，所述转动轴上位于电阻加热炉内的部分攻有螺纹，所述转动轴外设有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒与转动轴螺纹连接，所述第一套筒上转动连接有第一转动环，所述第一转动环上周向分布有多个搅拌杆，每个所述搅拌杆上还转动连接有第二搅拌杆，所有的所述第二搅拌杆上共同连接有设置在转动轴上的第二转动环，所述第一套筒的顶部还周向开有多个凹槽；所述第二套筒的底部设有多个与凹槽一一对应的凸起，所述第二套筒的顶部设有包覆在转动轴外的波纹管，所述波纹管、第二套筒均与转动轴之间留有间隙，所述波纹管上连通有设置在电阻加热炉上的储气箱，所述储气箱上设有喷嘴和打气筒，所述喷嘴上安装有压力阀，所述打气筒与储气箱之间连接有气管，所述驱动电机的输出轴上设有驱动杆，所述驱动杆上设有凸轮，所述打气筒位于凸轮的运动轨迹上，所述驱动杆与转动轴之间连接有皮带，所述气...
【专利技术属性】
技术研发人员：张桢林，徐骏，肖赢，李献清，刘可偲，
申请(专利权)人：湖南文昌新材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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