[發明專利]鋁熱反應合成納米Al2O3顆粒增強復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110439949.8
• 申請日: 2011-12-24
• 公開（公告）號: CN103170598A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 席文君;李濤;吳偉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B22D13/00
• 分類號: B22D13/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

1.在超重力場中制備納米顆粒增強復合材料的方法，其特征在于包括：

將粉末形式的鋁熱劑(104)裝入一個反應容器(101，102)內，所述反應容器相對其中心軸旋轉對稱，其內壁上有預定形狀的槽(103)，

使所述反應容器繞所述中心軸高速旋轉，從而使反應產物所承受的向心加速度遠大于重力加速度，從而形成超重力場，

點燃鋁熱劑，從而使所述反應容器內的所有反應產物都處于熔融狀態，在所述超重力場作用下，所述反應產物中密度較大的金屬熔體遠離所述中心軸而位于所述反應容器的內表面并流入所述槽內并在冷卻后形成鑄件(105)，所述反應產物中密度較小且與所述金屬熔體的潤濕性較差的熔體覆蓋在所述金屬熔體的表面上并在冷卻后形成熔渣(106)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述反應容器(101，102)包括：

一根鋼管(101)，

襯在所述鋼管內的多個石墨塊(102)，在所述石墨塊(102)的內表面上形成有所述預定形狀的槽(103)。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于用中心留有圓孔的圓形石墨片封堵所述鋼管(101)的兩端。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述點燃鋁熱劑的步驟包括：

用通電鎢絲點燃鋁熱劑(104)。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括：

在使所述反應容器繞所述中心軸高速旋轉的所述步驟之前，將整個所述反應容器在烘箱中預熱。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述使所述反應容器繞所述中心軸高速旋轉的所述步驟包括：

將所述反應容器快速裝在一個離心機上并啟動離心機。

7.根據權利要求1所述的方法，其中

從而使所有反應產物包括Fe、Ni、Cr和/或Al₂O₃，

所述反應產物中密度較大的所述金屬熔體為包括納米Al₂O₃顆粒在內的密度較大的金屬熔體，

所述反應產物中密度較小且與所述金屬熔體的潤濕性較差的所述熔體為Al₂O₃熔體。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括：

待所述金屬熔體冷卻凝固后，將石墨塊(102)連同其中的所述鑄件(105)和熔渣(106)從鋼管(101)中取出，去除Al₂O₃熔體形成的熔渣(106)，從而得到具有所述預定形狀的鑄件(105)。

9.用根據權利要求1-8中的任何一項的方法獲得的所述鑄件(105)。

10.構成用根據權利要求1-8中的任何一項的方法獲得的所述鑄件(105)的納米顆粒增強復合材料。