[發明專利]一種梯度金屬陶瓷復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210091098.7
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102605207A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 劉光華;李江濤;許天剛;郭世斌;楊增朝
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/05;C22C29/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

1.一種梯度金屬陶瓷復合材料，其特征是，所述的梯度金屬陶瓷復合材料是由FeNiCr/NiAl金屬相和TiC/TiB₂陶瓷相共同組成，且沿縱向厚度方向，所述的梯度金屬陶瓷復合材料中的FeNiCr/NiAl金屬相與TiC/TiB₂陶瓷相的含量呈連續梯度變化，一側的表面為FeNiCr/NiAl金屬相，另一側的表面為FeNiCr/NiAl/TiC/TiB₂金屬陶瓷相，且所述另一側的表面中的TiC/TiB₂陶瓷相的體積分數為93％≤體積分數＜100％。

2.根據權利要求1所述的梯度金屬陶瓷復合材料，其特征是，所述的FeNiCr/NiAl金屬相中的FeNiCr形成三維網狀編織結構，嵌入在三維網狀編織結構中的NiAl晶粒的平均晶粒尺寸為50～100nm。

3.一種根據權利要求1或2所述的梯度金屬陶瓷復合材料的制備方法，其特征是，所述的制備方法包括以下步驟：

(1)配制反應劑

以Al、Fe₂O₃、NiO、Cr₂O₃、Ti、C和CB₄的粉末為原料，將上述粉末原料混合均勻并充分干燥，制得反應劑；其中，反應劑中各粉末原料之間的摩爾比為：

Al∶Fe₂O₃∶NiO∶Cr₂O₃＝(2.3+2x)∶1∶0.3∶x，x＝0.1～0.3；

Ti∶C∶CB₄＝(1+3y)∶1∶y，y＝0.5～1；

Al、Fe₂O₃、NiO和Cr₂O₃的質量總和在反應劑中所占的質量百分數為50～80％；

(2)超重力場中燃燒合成

將步驟(1)配制好的反應劑壓制成孔隙率為45～65％的粉末壓坯后裝入石墨坩堝，并置于超重力場中，以電熱點火方式誘發反應劑之間發生劇烈燃燒反應；反應完成后，得到的產物自然分離為兩層，上層為氧化鋁，下層為梯度金屬陶瓷復合材料，剝離上層的氧化鋁，得到所述的梯度金屬陶瓷復合材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是：所述的FeNiCr/NiAl金屬相中的FeNiCr形成三維網狀編織結構，嵌入在三維網狀編織結構中的NiAl晶粒的平均晶粒尺寸為50～100nm。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是：所述的超重力場是通過高速離心產生，其加速度為10000～50000m²/s。