[發(fā)明專利]利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)合材料的裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010138509.4
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101775518A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許志武;閆久春;石磊;楊士勤;杜善義
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 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(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

1.利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(fā)生裝置（2）、加熱元件（3）和支撐架（7），超聲波發(fā)生裝置（2）位于制備容器（1）的下面，且所述超聲波發(fā)生裝置（2）的超聲波發(fā)出端朝向超聲波發(fā)生裝置（2）的底面；支撐架（7）位于制備容器（1）的側(cè)面，加熱元件（3）固定在位于制備容器（1）一側(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(huán)繞并固定在制備容器（1）的外側(cè)壁的下部。

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

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)合材料的裝置，其特征在于溫度測量裝置（5）為控溫?zé)犭娕肌?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(quán)利要求1所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)合材料的裝置的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(xù)2~120s后，關(guān)閉加熱元件（3），停止加熱；

步驟三、對制備容器（1）內(nèi)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(fù)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(xù)施加超聲波。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(jù)權(quán)利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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(jù)權(quán)利要求7所述的利用超聲波制備顆粒增強梯度復(fù)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。