[發明專利]利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置及方法

無效

• 申請號: 201010138509.4
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101775518A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 許志武;閆久春;石磊;楊士勤;杜善義
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C32/00;B22D27/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，它包括制備容器（1），其特征是：它還包括超聲波發生裝置（2）、加熱元件（3）和支撐架（7），超聲波發生裝置（2）位于制備容器（1）的下面，且所述超聲波發生裝置（2）的超聲波發出端朝向超聲波發生裝置（2）的底面；支撐架（7）位于制備容器（1）的側面，加熱元件（3）固定在位于制備容器（1）一側的支撐架（7）表面上，所述加熱元件（3）與制備容器（1）的距離10mm～30mm。

2.根據權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，其特征在于它還包括溫度測量裝置（5）和溫度顯示裝置（6），所述溫度測量裝置（5）的用于測量制備容器（1）中的待制備材料的溫度，所述溫度測量裝置（5）的溫度信號輸出端與溫度顯示裝置（6）的溫度信號輸入端連接。

3.根據權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，其特征在于它還包括冷卻水管（4），所述冷卻水管（4）環繞并固定在制備容器（1）的外側壁的下部。

4.根據權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，其特征在于加熱元件（3）為感應加熱元件或電阻加熱元件。

5.根據權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，其特征在于溫度測量裝置（5）為控溫熱電偶。

6.根據權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置，其特征在于制備容器（1）由鈦合金材料制成。

7.基于權利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的裝置的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的方法，其特征是：它由以下步驟完成：

步驟一、將金屬材料置于制備容器（1）中，啟動加熱元件（3），將金屬材料加熱至其熔點以上的20～50℃，使所述金屬材料完全熔化為金屬溶液；

步驟二、向所述金屬溶液中加入金屬溶液體積百分比為的5~70%的第二相增強顆粒，同時施加頻率為16~60KHz、振幅為10～60μm的超聲波振動，所述超聲波振動時間持續2~120s后，關閉加熱元件（3），停止加熱；

步驟三、對制備容器（1）內的金屬溶液與第二相增強顆粒的混合物進行冷卻至凝固，凝固后即為獲得顆粒增強梯度復合材料；在凝固過程中，對金屬溶液與第二相增強顆粒的混合物持續施加超聲波。

8.根據權利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的金屬材料是Al、Zn、Cu、Al基合金、Zn基合金或Cu基合金中的一種。

9.根據權利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的方法，其特征在于步驟二中所述第二相增強顆粒是B₄C、SiC、SiO₂、Al₂O₃、TiC、TiB₂、AlN、TiN或ZrO₂顆粒中的一種。

10.根據權利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復合材料的方法，其特征在于步驟三中所述的冷卻方法為空冷或水冷。