[發(fā)明專(zhuān)利]陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110301598.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102501457A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿林;崔喜平;彭華新;范國(guó)華;李?lèi)?ài)斌;張杰;黃陸軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B32B15/04
• 分類(lèi)號(hào): B32B15/04;B32B18/00;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 何強(qiáng)

1.陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材，其特征在于陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板由純Ti箔和陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材交替疊放、軋制及熱處理制成，陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材由陶瓷增強(qiáng)體和純Al粉熱壓燒結(jié)及軋制制成；陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材中陶瓷層和TiAl層交替重疊，疊層間距為20～200μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材，其特征在于純Ti箔單層厚度為100～500μm，純Ti箔與陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材的單層厚度比為1∶0.88～0.98。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材，其特征在于陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材中純Al粉的體積分?jǐn)?shù)為90％～99.9％，陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材中陶瓷增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)為0.1％～10％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材，其特征在于純Al粉的粒徑為10～100μm，陶瓷增強(qiáng)體是尺寸為100nm×1μm～5μm×30μm的晶須或者粒徑為100nm～6μm的顆粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材，其特征在于陶瓷增強(qiáng)體選自TiB₂、TiC、Al₂O₃和Ti₅Si₃中的一種或幾種。

6.權(quán)利要求1所述陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材按以下步驟制備：

一、將陶瓷增強(qiáng)體和純Al粉混合后采用熱壓燒結(jié)及軋制制備出陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料，然后陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料在溫度為20～500℃條件下軋制，得到陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材；

二、將純Ti箔和陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材交替疊放于鋁合金套中并抽氣密封，再在20～600℃條件下進(jìn)行軋制，得到Ti-陶瓷增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的微疊層板材；

三、將Ti-陶瓷增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的微疊層板材放入真空熱處理爐中，在640～850℃條件下反應(yīng)退火1～20h，得到Ti-陶瓷-TiAl₃微疊層板材；

四、將Ti-陶瓷-TiAl₃微疊層板材放入真空熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行致密化處理，致密化處理溫度為900～1300℃、致密化處理保溫時(shí)間為1～6h、致密化處理壓力為5～100MPa；

五、將經(jīng)過(guò)致密化處理的微疊層板材置于850～1400℃環(huán)境中高溫?zé)崽幚?～40h，然后在1300～1400℃條件下均勻化退火10～60min，即得到疊層間距為20～200μm的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟二中純Ti箔的單層厚度為100～500μm；陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材與純Ti箔的單層厚度比為0.88～0.98∶1。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟二中純Ti箔和陶瓷增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料箔材交替疊放后總厚度為4.3～8.9mm，軋制變形量為40％～80％。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟一中陶瓷增強(qiáng)的Al復(fù)合材料箔材中純Al粉的體積分?jǐn)?shù)為90％～99.9％，陶瓷增強(qiáng)的Al復(fù)合材料箔材中陶瓷增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)為0.1％～10％。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陶瓷-TiAl微疊層復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟一中陶瓷增強(qiáng)體選自TiB₂、TiC、Al₂O₃和Ti₅Si₃中的一種或幾種。