1.一种超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于具有以下步骤:
①向电铸成型装置(1)的反应器(11)中加入金属盐溶液、纳米颗粒以及复合添加剂,搅拌均匀后通入二氧化碳气体,在32℃~50℃的温度以及8MPa~20MPa的压力下搅拌生成含有纳米颗粒的超临界流体电铸溶液;所述电铸成型装置(1)还具有阴极(13)、阳极(14)、加热线圈(16)以及机械搅拌器(17);所述阴极(13)包括阴极模板(13-1)和阴极主体(14-2),所述阳极(14)包括阳极模板(14-1)和阳极主体(14-2);
②设置脉冲间隔为1微秒~5微秒,脉冲宽度为10微秒~30微秒,电流密度为1A/
2 2
dm ~3A/dm,接通直流电源(4),使金属盐溶液中的金属离子与纳米颗粒一起沉积到阴极模板(13-1)上,得到纳米复合电铸层;
③沉积完毕后,通过相应处理得到纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:步骤①中所述的金属盐溶液为镍盐溶液或者铜盐溶液;所述的纳米颗粒为纳米金刚石颗粒或者纳米陶瓷颗粒;所述的复合添加剂由十二烷基类化合物和醚类化合物组成。
3.根据权利要求1或2所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:所述金属盐溶液的浓度为200g/L~500g/L,所述纳米颗粒的浓度为5g/L~15g/L,所述复合添加剂的浓度为0.3g/L~3.0g/L。
4.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:步骤①中制备电铸液时还可加入作为电沉积缓释剂的硼酸,硼酸的浓度为30g/L~
60g/L。
5.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:步骤①中所述的阳极模板(14-1)为网状金属板;阴极模板(13-1)与阳极模板(14-1)均水平放置,且阳极模板(14-1)位于阴极模板(13-1)的上方。
6.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:所述电铸成型装置(1)还具有调整板(15);步骤②中还包括在电铸过程中用所述调整板(15)在1cm~5cm的范围内调整阴极模板(13-1)与阳极模板(14-1)之间的距离。
7.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:步骤①中的所述的机械搅拌器(17)有两个,搅拌方式为水平向间歇搅拌。
8.根据权利要求1所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:所述的阴极模板(13-1)为原模或者金属零件。
9.根据权利要求8所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:所述的阴极模板(13-1)为原模;步骤③中所述的相应处理为:利用纳米复合电铸层与原模的热膨胀系数的不同,通过加热或者冷却,使纳米复合电铸层从原模上分离出来,得到与原模型面相反的纳米复合电铸层;或者加入酸/碱将原模腐蚀,保留纳米复合电铸层。
10.根据权利要求8所述的超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法,其特征在于:所述的阴极模板(13-1)为金属零件;步骤③中所述的相应处理为:通过酸洗,使纳米复合电铸层牢固沉积在金属零件表面,得到纳米复合镀层。