[發明專利]一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110209567.6
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102260814A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 姜啟川;靳慎豹;沈平;王慧遠;周東帥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C22C32/00
• 分類號: C22C32/00;C22C21/00;C22C1/05
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

1.一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁或鋁合金基復合材料，其特征在于，利用燃燒合成化學反應法與熱壓方式，原位制備出TiC陶瓷顆粒尺寸為小于100納米，其重量百分比含量3-30的鋁或鋁合金基復合材料。

2.如權利要求1所述的一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁或鋁合金基復合材料的制備方法，其特征在于，工藝步驟為：

1)反應體系

純鋁-鈦-碳納米管；鋁合金-鈦-碳納米管

鋁合金包括Al-3～6Cu、Al-5～13Si或Al-1.0～5.5Mg

其中，反應用Al粉、Ti粉、Cu粉、Si粉和Mg粉的粒度均為48微米，而碳納米管的長度約為30微米，直徑為20-30納米。

2)反應物壓坯的制備

步驟1??配料：取Ti粉，碳納米管，和鋁或鋁合金中對應元素的粉料配料。其中，鈦和碳納米管的比例按摩爾比為1∶1，基體鋁或鋁合金含量重量百分比為70～97。

步驟2??混料：將配好的粉料在滾筒式球磨機內混合6～8小時，隨后將混合后的粉末在研缽中手混15～20分鐘使粉末混合均勻。

步驟3??壓制成型：取混合后的粉料放入模具中，在室溫下壓制成直徑為28±0.5毫米、高度為40-50毫米的圓柱形反應預制塊，預制塊密度為混合粉料理論密度的70±5.0％。

步驟4??納米TiC陶瓷顆粒增強純鋁或鋁合金基復合材料的制備：將預制塊放入石墨模具中，然后在預制塊上端部位放入一高強度石墨壓桿。將裝有預制塊的石墨模具放入一帶有液壓裝置的氬氣氣氛保護的燃燒反應爐中以40度每分鐘的升溫速率將預制塊加熱至800～1000攝氏度，引發燃燒反應。一旦燃燒反應發生，立即對預制塊施加40±5.0MPa的軸向壓力，保壓30～40秒后隨爐冷卻至室溫，制備出納米TiC陶瓷顆粒增強純鋁或鋁合金基復合材料。

3.根據權利要求2所述的一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁或鋁合金基復合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁合金包括Al-5.0Cu。

4.根據權利要求2所述的一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁或鋁合金基復合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁合金包括Al-9.0Si。

5.根據權利要求2所述的一種原位納米TiC陶瓷顆粒增強鋁或鋁合金基復合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁合金包括Al-1.25Mg。