本发明涉及金属材料制备，具体涉及一种高强高导热cp/al复合材料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、铝基复合材料是金属基复合材料中被研究最多和最主要的复合材料。目前铝基复合材料体系主要有sic/al、si/al、b4c/a1、al2o3/al等。铝基复合材料兼具铝合金与增强材料的力学与物理特性，如：高比强度、高比模量、耐磨损、低膨胀和高热导等，铝基复合材料以其优良的性能，自问世以来在汽车工业、航空航天和电子等许多领域得到应用。
3、碳材料因优异的力学、导热与导电性能，成为铝基复合材料的理想增强体。目前，广泛应用于铝基复合材料的碳材料包括：石墨烯、碳纳米管、富勒烯和纳米碳粉等高纯碳颗粒。为了优化碳材料增强铝基复合材料性能，避免al/c界面缺陷导致的强度和塑性的降低，技术人员一般通过剧烈塑形变形工艺或对制备的复合材料进行热处理，形成al/c界面冶金结合，提高界面结合强度。然而，由于al和c润湿性较差，界面反应难以控制，al/c界面往往形成较厚的al4c3相层或孔隙，造成碳材料增强铝基复合材料高强低导热或者高导热低强度的困局。目前，铝基材料导热系数大于200w/(m·k)，其抗拉强度普遍低于200mpa；铝基材料抗拉强度高于450mpa，其导热系数通常低于130w/(m·k)。因此，研发一种新型低成本、高强高导热的碳材料增强铝基复合材料及其制备工艺具有重要意义。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本发明提供了一种高强高导热cp/al复合材料及其制备方法与应用。
2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明的第一个方面，提供了一种高强高导热cp/al复合材料，包括质量分数为0.1％～5％的碳材料，95％～99.9％的铝基体材料；
4、其中，所述碳材料为焦炭、沥青焦或石油焦中一种或几种；所述铝基体材料为纯铝。
5、本发明的第二个方面，提供上述高强高导热cp/al复合材料的制备方法，包括如下步骤：
6、(1)按照配比将碳材料粉末与铝基体粉末利用低速球磨+高速球磨的变速球磨工艺混合均匀，得到碳材料增强铝基复合材料粉末；
7、(2)对步骤(1)中获得的碳材料增强铝基复合材料粉末进行压制，后进行后续加工，即得高强高导热cp/al复合材料。
8、在一种或多种实施方式中，步骤(1)中，碳材料粉末的粒径为1nm～50μm。
9、在一种或多种实施方式中，步骤(1)中，铝基体粉末的粒径为1～200μm。
10、在一种或多种实施方式中，步骤(1)中，低速球磨工艺中，球磨自转转速10～200rpm，球磨时间10～20h。
11、在一种或多种实施方式中，步骤(1)中，高速球磨工艺中，球磨自转转速300～500rpm，球磨时间5～20h。
12、在一种或多种实施方式中，步骤(2)中，对步骤(1)中获得的碳材料增强铝基复合材料粉末进行压制的压强高于100mpa。
13、在一种或多种实施方式中，步骤(2)中，后续加工的工艺包括：烧结、挤压、锻造和轧制等加工工艺的一种或几种。
14、本发明的第三个方面，提供上述高强高导热cp/al复合材料在高强高导热材料领域中的应用。
15、本发明的有益效果在于：
16、(1)在球磨混合的过程中，焦类碳材料中的非碳元素与铝基体的扩散反应，改善铝基体与碳材料的润湿性，促进纳米级al4c3相的生成，界面反应可控，优化碳材料增强铝基复合材料的力学性能，提高碳材料的强化效率，纳米级al4c3相形成了电子与声子运动转化通道，提高材料导热性能。
17、(2)本发明采用焦类碳材料作为增强体，并以机械破碎屑的形式加入铝基粉末中，适合于工业化生产，满足对力学性能、物理性能、材料成本多样化的需求，工艺流程简单，具有广阔的应用前景。
1.一种高强高导热cp/al复合材料，其特征在于，包括质量分数为0.1％～5％的碳材料，95％～99.9％的铝基体材料；
2.权利要求1所述的高强高导热cp/al复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳材料粉末的粒径为1nm～50μm。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铝基体粉末的粒径为1～200μm。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，低速球磨工艺中，球磨自转转速10～200rpm，球磨时间10～20h。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高速球磨工艺中，球磨自转转速300～500rpm，球磨时间5～20h。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，对步骤(1)中获得的碳材料增强铝基复合材料粉末进行压制的压强高于100mpa。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，后续加工的工艺包括：烧结、挤压、锻造和轧制等加工工艺的一种或几种。
9.权利要求1所述的高强高导热cp/al复合材料在高强高导热材料领域中的应用。
