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CN101182604B - 制造碳纳米复合金属材料的方法以及制造金属制品的方法 - Google Patents

制造碳纳米复合金属材料的方法以及制造金属制品的方法 Download PDF

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CN101182604B CN2007101869565A CN200710186956A CN101182604B CN 101182604 B CN101182604 B CN 101182604B CN 2007101869565 A CN2007101869565 A CN 2007101869565A CN 200710186956 A CN200710186956 A CN 200710186956A CN 101182604 B CN101182604 B CN 101182604B
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Abstract

本发明公开了一种用于制造碳纳米复合金属材料的方法，该碳纳米复合金属材料具有增强的碳纳米材料分散性以及增强的碳纳米材料与基体金属原料之间的附着性。通过在不需要分散剂的情况下混合基体金属原料和微粒涂覆碳纳米材料并接着压紧该材料而得到的预成型件在基体金属原料的熔点或以上的温度下保持给定时间。在该状态下，热处理体被冷却至允许进行热加工的温度，并且进行压实处理。

Description

制造碳纳米复合金属材料的方法以及制造金属制品的方法
技术领域
本发明涉及一种复合金属材料，该复合金属材料通过使用碳纳米材料作为强化材料制造而成。 
背景技术
近年来，将例如称为碳纳米材料的特殊碳纤维作为强化材料已经受到了大量关注，并已经提出了多种活化方法。作为碳纳米材料的典型例子的碳纳米纤维(CNF)为一种将布置在六面体点阵中的一层碳原子卷成管状的材料。该材料被称为碳纳米纤维(或碳纳米管)，因为其直径为1.0至150nm(纳米)。长度为几微米至100μm。 
当基体金属原料通过碳纳米材料进行强化时，必须将碳纳米材料均匀地分散到基体金属原料中。这种类型的分散技术例如可从日本专利申请未审公报No.2006-265686(JP 2006-265686 A)中得知。 
利用上述JP 2006-265686 A中所公开的分散技术制造镍(Ni)/碳纳米管(CNT)复合烧结体的方法将参照图13中所示的流程图进行描述。 
在步骤(下面简称为“ST”)101中，碳纳米管(CNTs)、分散剂(十二烷基硫酸钠)以及溶剂(纯水)被准备，而且这些材料结合起来并利用超声波搅拌/混合1小时(ST102)。另外，在ST103中，镍(Ni)粉、分散剂(聚丙烯酸铵)、粘结剂(聚乙烯醇)以及溶剂(纯水)被准备，这些材料被结合，并利用超声波搅拌/混合1小时(ST104)。 
在ST102中获得的CNT悬浮液以及在ST104中获得的Ni浆料结合在一起，通过超声波处理进行搅拌/混合(ST105)，然后被加热到80℃并凝聚(ST106)，以获得Ni/CT混合浆料(ST107)。 
接下来，Ni/CNT混合浆料在两个阶段中进行干燥并压缩(ST108)，以获得未烧结成型体(ST109)。 
所得到的未烧结成型体脱脂30小时(ST110)，然后在真空中在压缩状态下进行烧结处理(ST111)。由此获得Ni/CNT复合烧结体(ST112)。通过这种技术，在利用显微镜观察所得到的Ni/CNT复合烧结体的基础上，将产生良好的CNT分散。 
本发明的发明人确定关于上述传统技术的以下结论。 
首先，由于需要进行持续30小时的脱脂处理步骤(ST110)，制造成本很高。 
其次，尽管分散性良好，但强度的提高并不能达到预期的效果。 
特别是，上述传统技术在制造成本和强度提高方面还具有改进的余地。 
发明内容
本发明的目的是提供一种制造技术，以使得在可以降低制造成本的同时，还可以提高强度。 
本发明的发明人推定，无论分散性的好坏，CNF与基体(Ni)之间的粘着(或粘附)不良是强度提高达不到预期效果的原因。当粘着不充分时，当复合物在外力作用下变形时将在CNF与基体之间产生滑动，从而导致CNF强化作用的损失。 
因此，基于除了CNF的分散性之外提高CNF与基体之间的粘着性将会有效的思路进行了研究，并得到了满意的结果。 
根据本发明的一个方面，提供了一种制造碳纳米复合金属材料的方法，其包括以下步骤：准备基体金属原料和微粒涂覆碳纳米材料，该微粒涂覆碳纳米材料通过将具有与碳进行反应以生成化合物的元素的微粒附着(粘附)在碳纳米材料的整个表面上而获得；将微粒涂覆碳纳米材料和基体金属原料混合；通过压紧所得到的混合物进行预成型；在真空或非氧化气体(例如惰性气体)气氛下将所得到的预成型件加热到基体金属原料的熔点或以上的温度，并以给定时间保持所述加热温度；通过冷却至允许进行基体金属原料的热加工的温度并在该温度下加压预定时间而压实所得到的热处理体；以及冷却所得到的压实体。 
以这种方式，根据本发明的制造方法，其中含有与碳进行反应以生成化合物的元素的微粒被附着在碳纳米材料的整个表面上的微粒涂覆碳纳米材料被选作原始材料。 
例如，当碳纳米材料与基体金属原料直接混合时，碳纳米材料凝聚并不利于分散。为了解决该问题，传统地，分散剂被添加。 
通过本发明所使用的微粒涂覆碳纳米材料，表面微粒发挥分离作用，因而不需要分散剂。因为不需要分散剂，脱脂处理步骤变得不再必要，从而可以降低制造成本。 
当通过混合和压紧微粒涂覆碳纳米材料和基体金属原料而产生的预成型件(预制坯)被加热到基体金属原料的熔点或以上的温度并放置给定时间时，熔融的微粒涂覆碳纳米材料浸入基体金属原料中。 
在这种状态下，当温度降低到可进行热加工的温度时，进行压实处理，碳纳米材料和基体金属通过微粒紧密地结合在一起，因此复合金属材料的强度可以大大增强。 
可以进行热加工的温度被设定得尽可能高。这样，可以在低的压力下进行压实，并且不必担心如模具的限制等问题。 
在低于可以进行热加工的温度的温度下，将产生加工性差和断裂等不理想效果，因此难以进行压实处理。在高于可以进行热处理的温度的高温下，产生液相状态，由于压缩将发生液相的泄漏，因此压力产生的效果变差，从而难以进行压实。 
在上述冷却步骤中，优选的是，上述压实体在加压期间进行冷却。在冷却时，由于冷却速率的差异，在碳纳米复合金属材料中将产生应力。在本发明中，应力的产生通过加压被抑制。结果，可以得到良好成形的碳纳米复合金属材料。 
在上述冷却步骤中，进行挤出(或挤压)成型步骤，因而碳纳米复合金属材料被挤出并成型。因为碳纳米复合金属材料被挤出成型，碳纳米材料的定向性得到增强，且可以获得具有优异机械强度、如抗拉强度的碳纳米复合金属材料。 
优选的是，所准备的微粒涂覆碳纳米材料由混合体形成步骤和真空气相沉积步骤产生，其中在所述混合体形成步骤中，碳纳米材料和碳化物形成微粒被混合，以获得混合体，在所述真空气相沉积步骤中，上述碳化物形成微粒在高温、真空条件下蒸发，且沉积到上述碳纳米材料的表面上。结果，因为碳化物形成微粒在高温和真空条件下蒸发并附着到碳纳米材料的表面上，碳化物形成微粒均匀地附着到碳纳米材料的表面上。 
在混合体形成步骤中，优选的是，有机溶剂、碳化物形成微粒和碳纳米材料被装入混合容器中，并被搅拌和干燥。结果，可以通过有机溶剂防止碳纳米材料的凝聚。分散的碳纳米材料由此可以由碳化物形成微粒涂覆。 
优选的是，Si(硅)或Ti(钛)的碳化物形成微粒被使用。Si和Ti均为具有允许真空气相沉积的熔点的金属，且它们相对于熔融基体金属的润湿性也很好。Si和Ti均很容易得到，且Si特别廉价，因此从本发明的方法的普及的角度来讲是理想的。
上述基体金属原料优选为Mg(镁)或Mg合金。在本发明的制造方法中，在真空下进行处理，且易于与氧反应的Mg和Mg合金均可以被处理。Mg和Mg合金为轻金属，且因为在这些金属中加入碳纳米材料可提高机械强度，可以提供轻且强度高的结构材料，该材料也具有优异的热传导性能和耐磨性。 
根据本发明的另一个方面，提供一种制造碳纳米复合金属材料成型制品的方法，包括以下步骤：准备基体金属原料和微粒涂覆碳纳米材料，该微粒涂覆碳纳米材料通过将具有与碳进行反应以生成化合物的元素的微粒附着在碳纳米材料的整个表面上而获得；将微粒涂覆碳纳米材料和基体金属原料混合；通过压紧所得到的混合物进行预成型；在真空或非氧化气体(例如惰性气体)气氛下将所得到的预成型件加热到基体金属原料的熔点或以上的温度，并以给定时间保持所述加热温度；通过冷却至允许进行基体金属原料的热加工的温度并在该温度下加压预定时间而压实所得到的热处理体；冷却所得到的压实体；以及在冷却步骤之后，模铸(或压铸)所获得的碳纳米复合金属材料。 
在由所述碳纳米复合金属材料的制造方法所制造的碳纳米复合金属材料中，碳纳米材料均匀地分散。通过提供具有这种类型的均匀混合条件的材料并进行模铸成型，可以很容易地进行具有复杂形状的成型制品的成型，并且可以制造具有高机械强度的复合金属成型制品。 
附图说明
下面将参照附图仅仅通过示例方式详细描述本发明的一些优选实施例，其中： 
图1(a)至1(d)是示出了本发明的混合体形成步骤和真空气相沉积步骤的示意图； 
图2是示出了微粒涂覆碳纳米材料的示意图； 
图3沿图2中的线3-3剖开的横截面图； 
图4(a)至4(c)是示出了本发明的准备步骤、混合步骤和预成型步骤的示意图。 
图5是示出了在本发明的热处理步骤、压实步骤和冷却步骤中使用的处理装置的示意图。 
图6是示出了热处理步骤、压实步骤和冷却步骤的示意图； 
图7(a)至7(c)是示出了挤出成型的示意图； 
图8是示出了模铸成型的示意图； 
图9是由图8中所示的模铸成型装置制造的碳纳米复合金属成型制品的透视图； 
图10是示出了微粒涂覆碳纳料材料的添加量与抗压(压缩)强度之间的关系的图形； 
图11是示出了在挤出成型之后微粒涂覆碳纳米材料的添加量与抗压强度之间的关系的图形； 
图12是示出了实验5至9与实验1 5至19之间的对比的图形； 
图13是示出了传统碳纳米复合金属材料的制造步骤的流程图。 
具体实施方式
如图1(a)所示，有机溶剂(如1升乙醇)11被装入混合容器10中。碳化物形成微粒(如10克硅)12和碳纳米材料(如10克)13被放入有机溶剂11中。接下来，通过搅拌器14进行充分的搅拌(如以750rpm的速度搅拌2小时)。在完成搅拌后，材料被抽吸过滤，并在高温下(如100℃) 在空气中充分干燥(如3小时)，从而产生如图1(b)所示的混合体15。图1(a)和图1(b)一起构成混合体形成步骤。 
如图1(c)所示，所得到的混合体15被放入由锆盖17覆盖的锆容器16中。该盖17为非密封盖，其允许在容器16的内部与外部之间进行空气的流通。 
如图1(d)所示，真空炉20被准备，其具有密封炉21、用于加热炉21的内部的加热装置22、用于支撑容器16的支架23、23、以及用于抽空炉21的内部的真空泵24。容器16被置于该真空炉20中。 
在真空炉20中，在真空中以1200℃的温度加热20小时。通过在真空中加热，混合体15中的Si粉末被蒸发。蒸发的Si接触形成化合物的碳纳米材料的表面，且该材料被结合为硅微粒。图1(c)和1(d)构成真空气相沉积步骤。 
所得到的微粒涂覆碳纳米材料的结构参照图2和图3进行描述。 
关于微粒涂覆碳纳米材料30，碳纳米材料13的整个表面涂覆一层碳化物形成微粒31(含有与碳反应以在整个表面上形成化合物的元素的微粒)。 
因为碳化物形成微粒附着到碳纳米材料13的表面上，例如SiC反应层形成于界面处，且碳化物形成微粒层31紧密地附着到碳纳米材料13上。结果，不必担心碳化物形成微粒层31从碳纳米材料13上脱落。另外，与碳纳米材料13相比，碳化物形成微粒层31具有相对于基体金属的附加改善的润湿性。 
图4(a)、4(b)和4(c)示出了准备步骤、混合步骤和预成型步骤。 
在图4(a)的准备步骤中，微粒涂覆碳纳米材料30和通过切削金属锭而产生的基体金属原料32被准备。 
在图4(b)的混合步骤中，微粒涂覆碳纳米材料30和通过切削金属锭而产生的基体金属原料32被放入容器33中并利用棒34进行充分的混合。例如，基体金属原料32为纯Mg或Mg合金。 
在图4(c)的预成型步骤中，将模具38置于底座37上。然后，混合物35被装入该模具38中。接下来，插入冲头39，从而压紧(packing)混合物35。该压紧的材料为预成型件(预制坯)41。 
图5示出了该实施例的加热步骤、压实步骤和冷却步骤中使用的处理装置的原理。 
该处理装置50由以下元件组成：支撑预成型件41的下冲头51；与下冲头51相对并限制预成型件41或以压力P1加压的上冲头52；围绕预成型件41的加热器53；完全包围加热器53、预成型件41等的腔室54；与该腔室54相连并将腔室的内部置于真空状态下的抽空装置55；以及将氩惰性气体吸入腔室54中的惰性气体吸入装置56。该处理装置50根据图6所示的控制图进行控制。 
图6是示出了加热步骤、压实步骤和冷却步骤的示意图。 
在加热步骤中，腔室的内部被置于真空状态下，且在保持这种真空状态的同时或随后，如氩的惰性气体或如氮的非氧化气体被引入。接下来，预成型件以预定的加热速率(温度升高)被加热到700℃，并且当达到700℃时，该材料被保持10分钟，以得到图5中所示的热处理体57。 
由于Mg的熔点为650℃，当加热到700℃时基体金属原料熔化，并浸入到微粒附着碳材料中。持续10分钟可发生充分的浸入。 
如图5所示，通过降低加热器53的设定温度，热处理体57被冷却到基体金属原料可以被热加工的温度。因为Mg的熔点为650℃，如果该材料被冷却到比之低约70℃的580℃，该表面将充分地凝固，并且不用担心在压力下液相的泄漏。 
当达到580℃时，上冲头52下降，40MPa的压力施加在热处理体57上。该材料在压力下以580℃的温度保持10分钟。在该保持期间，上冲头52逐渐地下降。该下降过程继续进行5至7分钟，并随后停止下降。当上冲头52向下移动时，在结构(组织)中出现微小的空隙，且该空隙被压实。当上冲头52的下降停止时，可以推断已经获得足够的密度。所得到的压实体58由此被很好地压实(或致密化)。 
该压实可在允许对基体金属原料进行热加工的温度下实施，但压实所需的压力取决于温度。当温度高时，可以采用较小的压力进行压实，甚至可以利用不是非常坚固的碳模具很容易地进行压实。因此，优选在尽可能高的温度范围内进行压实。 
在低于热加工温度的较低温度下，加工性能差，特别是对于Mg或Mg合金基体金属原料而言，容易发生裂缝、裂纹等等，从而使得压实变得困难。 
在超过热加工温度的高温下，产生液相状态，并且将在压力下产生液相的泄漏，因此压力的效果变差，从而使得压实变得困难。 
当冷却到常温时，在被上冲头52限制的同时，所得到的压实体58可以产生碳纳米复合金属材料59。在压实体58中，表面温度首先降低，且内部部分的温度缓慢降低。因此，可能出现由于温度差异而产生称作冷却应力的应力的情况。通过利用上冲头52持续施加的限制作用，可以抑制冷却应力的产生。但是，当不担心冷却应力时，可以在无压力(压实体58不被上冲头52限制)的情况下进行冷却。 
下面将描述未挤出碳纳米复合金属材料59的挤出成型的例子。 
图7(a)、7(b)和7(c)为本实施例的挤出步骤的说明图。 
在图7(a)中，由具有孔61的容器62和压头63组成的挤出装置60被准备，容器62被加热到预定温度，且碳纳米复合金属材料59被保持在其 中。接下来，压头63沿着以白色箭头所示的方向挤压。 
在图7(b)中，作为从孔61中挤出的结果，得到挤出的碳纳米复合金属材料65。 
图7(c)示出了挤出的碳纳米复合金属材料65的外部，其中在表面66上可以观察到沿挤出方向定向的碳纳米材料13。 
足够数量的碳纳米材料13包含在该表面上，从而提高了耐磨性。 
虽然图中未示出，当观察碳纳米复合金属材料65的横截面时，在横截面中可以观察到沿挤出方向定向的碳纳米材料13。碳纳米材料13由此均匀地分布，从而提高了机械强度。 
图8是关于本发明的模铸成型的原理图，其中金属成型装置70被准备，以进行模铸成型。例如，该金属成型装置70优选为这样一种模铸(机)装置，其中活塞(柱塞)73容纳在设有进料口71的加热管72中，因此活塞可以进行往复运动。活塞73被喷射缸74驱动，主要部分由盖75覆盖，加热管72的端部与固定板78交汇。固定模具79连接在固定板78上，并且通过将可动模具82连接到相对的可动板81上，可以在模具79和82之间形成空腔(型腔)83。 
图7(c)中所示的碳纳米复合金属材料65或者图5中所示的碳纳米复合金属材料59被加热到部分熔融温度，从而产生部分熔化物质84。随后，通过使用容器85或适宜的供给机构将该部分熔化物质84从材料供给口71浇注到加热管72中。接下来，通过向前推进活塞73，该部分熔化物质84被注入到空腔83中。 
当在该部分融化温度处停止加热时，基料熔体为固相和液相的混合物，并且碳纳米材料的运动受到限制。结果，碳纳米材料的分散被维持。 
图9示出了可由图8中的金属成型装置70制造的具有复杂形状的碳纳米复合金属成型制品86。 
由制造碳纳米复合金属材料的方法所制造的碳纳米复合金属材料65具有均匀分散的碳纳米材料。因为通过在这种均匀混合状态下供给材料进行模铸成型，即使在成型制品具有复杂形状的情况下也可以很容易地进行成型。另外，可以制造出具有高导热率、机械强度和耐磨性的碳纳米复合金属成型制品86。 
实验例子 
下面描述关于本发明的实验例子，但是本发明并不局限于这些例子。 
混合体形成步骤和真空气相沉积步骤：如图1中所示，利用具有4μm的粒径(颗粒直径)的Si颗粒(碳化物形成颗粒)以及具有150nm的平均直径和10至20μm的长度的碳纳米材料(气相生长碳纤维)制造微粒涂覆碳纳米材料。 
准备步骤：如图4(a)所示，上述微粒涂覆碳纳米材料和用作基体金属原料的纯度为99.9％、粒径为180μm的Mg颗粒(或AZ91D，Mg合金颗粒)被准备。 
在ASTM AZ91D(模铸镁合金JIS H 5303；类似于MDC1D的产品)中定义的Mg合金的成分具有重量百分比大约为9％的铝含量，其余的为微量元素、不可避免的杂质和Mg。 
混合步骤：如图4(b)所示，微粒涂覆碳纳米材料以5至20％的质量百分比被混合。 
预成型步骤：如图4(c)所示，进行预成型。 
热处理步骤：如图5和图6所示，在氩气气氛、700℃(对于AZ91D为650℃)的温度下保持10分钟。 
压实步骤：如图5和图6所示，在氩气气氛中并在40MPa的压力和580℃(对于AZ91D为480℃)的温度下保持10分钟。 
冷却步骤：如图5和图6所示，在氩气中并在同时施加40Mpa的压力的情况下冷却至常温，从而产生具有60mm的直径和20mm的高度的碳纳米复合金属材料。 
第一次评价：在挤出之前从碳纳米复合金属材料中切出一些样品条，并测量压力(抗压强度)。测量值如以下表1所示。 
表1    (％：质量百分比) 
  序号     微粒涂覆碳    纳米材料     基体金属   抗压强度     比率
    纯Mg     AZ91D
  实验1     0％     100％     -   210MPa     (100)
  实验2     10％     90％     -   253MPa     120
  实验3     15％     85％     -   288MPa     137
  实验4     20％     80％     -   305MPa     145
  实验5     0％     -     100％   320MPa     (100)
  实验6     10％     -     90％   366MPa     114
  实验7     15％     -     85％   371MPa     116
  实验8     20％     -     80％   378MPa     118
  实验9     30％     -     70％   396MPa     124
实验1至4采用纯Mg作为基体金属，实验5至9使用AZ91D作为基体金属。对于实验1和5，为了便于对比，制造了不含微粒涂覆碳纳米材料的结构。将实验1作为100，实验4得出了145的值，由于微粒涂覆碳纳米材料的质量百分比为20％的含量，抗压强度提高了45％。 
图10是示出了微粒涂覆碳纳米材料的添加量和抗压强度之间关系的图表，其中通过标绘表1中的抗压强度获得图形。 
在实验1至4中，可以确定抗压强度与微粒涂覆碳纳米材料的添加量 成比例地提高。而且，在实验5至9中，可以确定抗压强度与微粒涂覆碳纳米材料的添加量成比例地提高。 
接下来，进行一实验，其中在进行挤出处理之前，对碳纳米复合金属材料进行挤出成型加工。 
挤出成型步骤：参照图7进行挤出成型。从上述碳纳米复合金属材料中切出直径为43mm、高度为15mm的材料，并在350℃的挤出温度、挤出率为25、压头速率为4mm/sec的条件下进行挤出，从而产生直径为8mm的挤出材料(挤出碳纳米复合金属材料)。 
第二次评价：从挤出材料(挤出碳纳米复合金属材料)中切出测试条(直径为7mm，高度为7mm)，并测量抗压强度。测量值如以下表2所示。 
表2    (％：质量百分比) 
  序号     微粒涂覆    碳纳米材    料     基体金属   抗压强度     比率
    纯Mg     AZ91D
  实验11     0％     100％     -   299MPa     (100)
  实验12     10％     90％     -   350MPa     117
  实验13     15％     85％     -   354MPa     118
  实验14     20％     80％     -   363MPa     121
  实验15     0％     -     100％   412MPa     (100)
  实验16     10％     -     90％   432MPa     105
  实验17     15％     -     85％   456MPa     111
  实验18     20％     -     80％   470MPa     114
  实验19     30％     -     70％   475MPa     115
为方便起见，在实验1至9的序号上加上10而产生测试序号，从而得到实验11至19。更具体地说，实验11为在实验1中加入挤出过程，实验12至19为在实验2至9中加入挤出过程。 
实验11至14采用纯Mg作为基体金属，实验15至19采用AZ91D作为基体金属。为了便于对比，对于实验11和15，产生不含微粒涂覆碳纳米材料的结构。将实验11作为100，实验14得出了121的值，并且由于微粒涂覆碳纳米材料的质量百分比为20％的含量，抗压强度由此提高了21％。 
图11是示出了微粒涂覆碳纳米材料的添加量与抗压强度之间的关系的图表，其中通过标绘表2中的抗压强度获得图形。在实验11至14中，可以确定抗压强度与微粒涂覆碳纳米材料的添加量成比例地提高。而且，在实验15至19中，可以确定抗压强度与微粒涂覆碳纳米材料的添加量也成比例地提高。 
图12是示出了在实验5至9与实验15至19之间平行对比的图形。与其中不进行挤出成型的实验5至9对比，包括挤出成型的实验15至19显示出抗压强度提高了90至100MPa。因此可以确定，挤出成型的效果显著。 
虽然未给出详细描述，当Ti取代Si用作碳化物形成金属(与金属性碳反应以形成化合物的元素)时，可以得到类似的机械强度提高效果。除了Si和Ti之外，锆(Zr)或钒(V)也可用作碳化物形成金属。 
除了具有大约650℃的熔点的Mg或Mg合金之外，具有大约660℃的熔点的Al或Al合金、具有大约232℃的熔点的Sn或Sn合金、或者具有大约327℃的熔点的Pb或Pb合金也可用作基体金属原料。 
很明显，基于上述教导，可以对本发明做出各种小变型和改进。因此，应当理解，在本发明的保护范围内，可以按照与以上特定描述不同的方式实施本发明。 

Claims (14)

1.一种制造碳纳米复合金属材料的方法，包括以下步骤：
准备基体金属原料和微粒涂覆碳纳米材料，所述微粒涂覆碳纳米材料通过将具有与碳进行反应以生成化合物的元素的微粒附着在碳纳米材料的整个表面上而获得；
将所述微粒涂覆碳纳米材料和所述基体金属原料混合；
通过压紧所得到的混合物进行预成型；
在真空或非氧化气体气氛下将所得到的预成型件加热到基体金属原料的熔点或以上的温度，并以给定时间保持所述加热温度；
通过冷却至允许进行基体金属原料的热加工的温度并在所述温度下加压预定时间而压实所得到的热处理体；以及
冷却所得到的压实体，
其中所准备的微粒涂覆碳纳米材料通过以下步骤产生：
混合体形成步骤，其中通过混合碳纳米材料和碳化物形成微粒得到混合体；
真空气相沉积步骤，其中所得到的混合体被放入真空炉中，并且碳化物形成微粒在高温真空条件下蒸发，并附着到碳纳米材料的表面上。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非氧化气体为惰性气体。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷却步骤包括在加压状态下冷却所述压实体。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述冷却步骤之后，所述碳纳米复合金属材料被挤出成型。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合体形成步骤包括将有机溶剂、碳化物形成微粒和碳纳米材料装入混合容器中；以及搅拌和干燥这些内容物。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碳化物形成微粒为Si或Ti。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基体金属原料为Mg或Mg合金。
8.一种制造碳纳米复合金属材料成型制品的方法，包括以下步骤：
准备基体金属原料和微粒涂覆碳纳米材料，所述微粒涂覆碳纳米材料通过将具有与碳进行反应以生成化合物的元素的微粒附着在碳纳米材料的整个表面上而获得；
将所述微粒涂覆碳纳米材料和所述基体金属原料混合；
通过压紧所得到的混合物进行预成型；
在真空或非氧化气体气氛下将所得到的预成型件加热到基体金属原料的熔点或以上的温度，并以给定时间保持所述加热温度；
通过冷却至允许进行基体金属原料的热加工的温度并在所述温度下加压预定时间而压实所得到的热处理体；
冷却所得到的压实体；以及
在所述冷却步骤之后，模铸所获得的碳纳米复合金属材料，
其中所准备的微粒涂覆碳纳米材料通过以下步骤产生：
混合体形成步骤，其中通过混合碳纳米材料和碳化物形成微粒得到混合体；
真空气相沉积步骤，其中所得到的混合体被放入真空炉中，并且碳化物形成微粒在高温真空条件下蒸发，并附着到碳纳米材料的表面上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述非氧化气体为惰性气体。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述冷却步骤包括在加压状态下冷却所述压实体。
11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，利用由对在所述冷却步骤中得到的碳纳米复合金属材料的压实体进行挤出成型而得到的碳纳米复合金属材料实施所述模铸步骤。
12.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述混合体形成步骤包括将有机溶剂、碳化物形成微粒和碳纳米材料装入混合容器中；以及搅拌和干燥这些内容物。
13.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述碳化物形成微粒为Si或Ti。
14.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述基体金属原料为Mg或Mg合金。
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