一种超细碳粉及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109702211A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910034512.2C22C49/14(2006.01)(22)申请日2019.01.15C22C101/10(2006.01)(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人肖鹏方华婵(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人魏娟(51)Int.Cl.B22F9/04(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F1/02(2006.01)C22C47/02(2006.01)C22C47/14(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种超细碳粉及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种超细碳粉及其制备方法和应用，属于粉末技术领域。通过将短碳纤维进行脱胶处理，然后在软性金属粉末的辅助下进行球磨和分离，获得具有特殊结构的超细碳粉。本发明得到的超细碳粉粒度均匀，粒度分布窄，分散性能好；同时超细碳粉还保留了碳纤维在微观上的晶体结构，因此具有碳纤维的强度、高导电性。抗氧化性等优异的特性。本发明成功地解决了碳超细粉碎技术工艺流程长、工艺周期复杂、设备投入大，对石墨或纤维晶体结构的完整性破坏明显，所设计和制备的超细碳粉性能优异，制备工艺简单，成本低。CN109702211ACN109702211A权利要求书1/2页1.一种超细碳粉，其特征在于：所述超细碳粉为在金属粉末辅助下由脱胶碳纤维经机械力破碎获得的软质超细碳粉、硬质超细碳粉、镶嵌于金属粉末内部的超细碳粉；所述金属粉末非硬质合金粉末。2.根据权利要求1所述的一种超细碳粉，其特征在于：所述硬质超细碳粉的截面成多边形；所述多边形的边数大于等于4，所述硬质超细碳粉的粒径为1～3μm。3.根据权利要求1所述的一种超细碳粉，其特征在于：所述金属粉末为软性金属粉末，所述软性金属选自银、铝、铜、钛、铁、锰、钴、镍、铬中的至少一种。4.制备如权利要求1～3任一项所述的一种超细碳粉的方法，其特征在于，包括下述步骤：将脱胶短碳纤维、软性金属粉末进行球磨获得混合粉、混合粉分离即得软质超细碳粉、硬质超细碳粉、镶嵌于金属粉末内部的超细碳粉；所述球磨的转速为220～350r/min；球磨的时间≥6h；所述脱胶短纤维与软性金属粉末的质量之和与球磨球的质量比为1:5～8；所述软性金属粉末与脱胶短碳纤维的体积比为2～19:1～3。5.根据权利要求4所述的一种超细碳粉的制备方法，其特征在于，所述脱胶短碳纤维的直径为6～8μm、长度1～4mm；所述软性金属的粒径为30～250μm。6.根据权利要求4所述的一种超细碳粉的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为250～300r/min；所述球磨的时间为6～14h；所述球磨球选自不锈钢球、硬质合金球和钨合金球中的至少一种；所述球磨球的直径为3mm～10mm。7.根据权利要求4所述的一种超细碳粉的制备方法，其特征在于，所述分离的过程包括如下步骤：1)将混合粉过400～600目筛，获得筛上物A及筛下物B，所得筛下物B为一级软质超细碳粉；所述一级软质超细碳粉的粒径为1～3μm；2)将步骤1所得筛上物A加入酒精中获得混合液，超声处理10min～30min，将混合液真空干燥，获得干燥粉体M，将干燥粉体M过400～600目筛，获得筛上物C及筛下物D，所述筛下物D为二级软质超细碳粉；所述二级软质超细碳粉的粒径为1～3μm；3)将步骤2所得筛上物C在真空条件下于150～300℃热处理30～60min后，再置于液氮中保温处理5～10min，将处理后的筛上物C加入酒精中获得浆液，超声处理10～30min，将浆液真空干燥后，获得干燥粉体N，将干燥粉体N过400～600目筛，获得筛上物E及筛下物F，所得筛下物F为硬质超细碳粉，筛上物E为镶嵌于金属粉末内部的超细碳粉，所述镶嵌于金属粉末内部的超细碳粉的粒径为1～3μm。8.根据权利要求4所述的一种超细碳粉的制备方法，其特征在于，所述脱胶短碳纤维的制备方法为：将短碳纤维束在真空或保护气氛下，于650～800℃保温20～90min即获得脱胶短碳纤维。9.根据权利要求4～8任一项所述的一种超细碳粉的制备方法，其特征在于，将软质超细碳粉退火处理，获得超细石墨粉；所述退火的温度为650～1000℃，退火的时间为5～30min。2CN109702211A权利要求书2/2页10.根据权利要求1～3任意一项所述超细碳粉的应用，其特征在于：将所述镶嵌于金属粉末内部的超细碳粉应用于制备碳颗粒增强金属基复合材料。3CN109702211A说明书1/10页一种超细碳粉及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种超