[發(fā)明專利]鎂基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710077343.8
• 申請(qǐng)日: 2007-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101391500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳錦修;陳正士;許光良;杜青春;李文珍;姜開(kāi)利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號(hào): B32B15/04
• 分類號(hào): B32B15/04;B32B9/00;B32B37/06;B32B37/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種鎂基復(fù)合材料及 其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)金屬材料中最輕的一種，純鎂的密度約為1.74克每 立方厘米，為鋁密度的2/3，鋼密度的1/4。鎂合金的優(yōu)點(diǎn)是密度小，比強(qiáng)度、 比鋼度高，減震性好，同時(shí)還具有優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性能、導(dǎo)熱性 能和電磁屏蔽性能，被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航空、航天、光學(xué)儀器制造 和國(guó)防等領(lǐng)域。

根據(jù)成形工藝及合金元素的不同，鎂合金材料主要分為鑄造鎂合金和變 形鎂合金兩大類。變形鎂合金通過(guò)在合金中加入有利于提高其形變特性的元 素，擠壓、軋制、鍛造的方法固態(tài)成形，通過(guò)變形生產(chǎn)尺寸多樣的板、棒、 管、型材及鍛件產(chǎn)品。由于變形加工消除了鑄造組織缺陷及細(xì)化了晶粒，故 與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金具有更高的強(qiáng)度、更好的延展性和更好的力 學(xué)性能，同時(shí)生產(chǎn)成本更低。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中制備的鎂合金的韌性及強(qiáng)度均不能達(dá)到工業(yè)上的要 求。為解決這一問(wèn)題，一般采用向鎂合金中加入納米級(jí)增強(qiáng)體的方式提高材 料的強(qiáng)度和韌性(Goh?C.S.，Wei?J.，Lee?L.C.，Gupta?M.，Nanotechnology，vol?17， p7(2006))。然而，現(xiàn)有技術(shù)中制備鎂基復(fù)合材料一般采用鑄造方法，如粉末 冶金、熔體滲透、攪拌鑄造、等。上述這些方法形成的鎂基復(fù)合材料一般為 鑄錠的形式。在后續(xù)加工中需要通過(guò)擠壓、軋制、鍛造等方法制成所需型材， 工藝步驟繁瑣。并且，在鎂合金熔融狀態(tài)中分散納米級(jí)增強(qiáng)體較為困難，容 易引起納米級(jí)增強(qiáng)體的團(tuán)聚，造成分散不均勻；使用粉末冶金方法雖然可以 使這一問(wèn)題相對(duì)改善，但是粉末冶金法在生產(chǎn)過(guò)程中存在金屬粉末燃燒、爆 炸等危險(xiǎn)。另外，這些方法制備工藝均相對(duì)復(fù)雜、設(shè)備成本高、不易大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。

有鑒于此，提供一種納米級(jí)增強(qiáng)體在鎂基金屬中均勻分布的鎂基復(fù)合材 料及一種簡(jiǎn)單易行、適合工業(yè)化生產(chǎn)的鎂基復(fù)合材料的制備方法實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容

以下將以實(shí)施例說(shuō)明一種納米級(jí)增強(qiáng)體在鎂基金屬中均勻分布的鎂基 復(fù)合材料及一種工序簡(jiǎn)單、適合工業(yè)化生產(chǎn)的鎂基復(fù)合材料的制備方法。

一種鎂基復(fù)合材料，包括鎂基金屬，其中，該鎂基復(fù)合材料進(jìn)一步包括 至少一納米級(jí)增強(qiáng)體薄膜設(shè)置于上述鎂基金屬中。

一種鎂基復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟：提供至少二鎂基板和 至少一納米級(jí)增強(qiáng)體薄膜；將該納米級(jí)增強(qiáng)體薄膜設(shè)置于二鎂基板之間，形成 一預(yù)制體；以及熱軋?jiān)擃A(yù)制體，形成鎂基復(fù)合材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述的鎂基復(fù)合材料采用將納米級(jí)增強(qiáng)體薄膜夾于 兩鎂基板之間形成預(yù)制體，再將此預(yù)制體通過(guò)熱軋的方式形成復(fù)合材料，納 米級(jí)增強(qiáng)體在薄膜中均勻分布，從而在形成后的鎂基復(fù)合材料中均勻分布， 解決了在鎂基復(fù)合材料制備過(guò)程中納米級(jí)增強(qiáng)體不易分散的問(wèn)題，工藝簡(jiǎn) 單、易操作、可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化和批量生產(chǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)的要求。 并且，生產(chǎn)出的鎂基復(fù)合材料具有層狀結(jié)構(gòu)，鎂基金屬層與鎂基復(fù)合層交替 排列，提高了鎂基復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性，鎂基復(fù)合層層數(shù)越多，在鎂基復(fù) 合材料中起到的增強(qiáng)增韌的效果越明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是本技術(shù)方案鎂基復(fù)合材料的制備方法的流程示意圖。

圖2是本技術(shù)方案第一實(shí)施例鎂基板過(guò)渡層的形成過(guò)程示意圖。

圖3是本技術(shù)方案第一實(shí)施例納米級(jí)增強(qiáng)體覆蓋于鎂基板過(guò)渡層表面的 結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本技術(shù)方案第一實(shí)施例鎂基復(fù)合材料預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本技術(shù)方案第一實(shí)施例對(duì)鎂基復(fù)合材料預(yù)制體進(jìn)行熱軋過(guò)程的示 意圖。

圖6是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的鎂基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本技術(shù)方案第二實(shí)施例的鎂基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本技術(shù)方案提供的一種鎂基復(fù)合材料 及其制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例鎂基復(fù)合材料的制備方法主要包括以下 幾個(gè)步驟：

(一)提供一第一鎂基板和一第二鎂基板。