[發(fā)明專利]一種顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410349885.6
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104073666A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉利
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州宏豐電工合金股份有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料技術(shù)領(lǐng)域的金屬基復(fù)合材料的制備方法，具體地說，涉及的是一種顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

近十多年來，納米技術(shù)的興起與快速發(fā)展為顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的研究注入了新的活力。例如應(yīng)用納米技術(shù)使復(fù)合材料晶粒細化后，將會導(dǎo)致材料的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、強度、增強率、硬度、高溫穩(wěn)定性、耐磨性、抗電弧燒蝕能力等許多性質(zhì)發(fā)生明顯變化，并隨之引起材料微觀組織的進一步均勻化及綜合性能的改善。國內(nèi)外復(fù)合材料研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了納米復(fù)合材料的使用優(yōu)點，并積極研制開發(fā)新方法和新工藝，以提高其各項性能。目前，納米技術(shù)已在顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料方面獲得了一定的應(yīng)用。

經(jīng)檢索，國內(nèi)外關(guān)于納米技術(shù)在顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料應(yīng)用方面的研究報道，如：

1)中國發(fā)明專利：一種納米碳管增強納米金屬基復(fù)合材料及制備方法，申請?zhí)枺?2109806.9，公開號：CN1465729；

2)中國發(fā)明專利：納米顆粒增強金屬基復(fù)合材料制備工藝及設(shè)備，申請?zhí)枺?01010126913X，公開號：CN101829777A；

3)中國發(fā)明專利：一種納米氧化物改性銅基電接觸材料的制備方法，申請?zhí)枺?01210442488.4，公開號：CN102912208A；

4)Joshi?P?B，Krishnan?P?S，Patel?R?H，et?al.Silver-metal?oxide?type?electrical?contact?materials?by?mechanical?alloying[J].Institute?of?Materials，Processing?and?Fabrication?ofAdvanced?Materials?VI，1998，Volume1(UK)：347.

目前，顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的納米粉體的制備方法主要是高能球磨法，該方法是采用高能球磨實現(xiàn)金屬基體和增強相顆粒納米化以及混合過程中實現(xiàn)金屬基體與增強相間的高能處理改性。但納米粒子粒徑小，表面能高，具有自發(fā)團聚的趨勢，因此，高能球磨過程一旦停止，便會出現(xiàn)納米粒子的團聚現(xiàn)象，會造成混合不均勻，進而導(dǎo)致增強相在基體材料中的分布不均，使得顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的性能劣化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的制備方法，該方法將采用微反應(yīng)器制備的增強相和基體的納米膠體懸浮溶液直接混合，避免了納米顆粒的團聚，進而實現(xiàn)增強相與基體的完全均勻混合，提高顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的性能，且可實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

第一步，采用微反應(yīng)器分別制備增強相和基體金屬的納米膠體懸浮溶液。

較好的，增強相為可以采用濕法化學(xué)制備的MeO、Me等材料，基體為可以采用濕法還原制備的金屬Me材料，其制備原料和過程參數(shù)根據(jù)具體材料而定，所選用原料要避免反應(yīng)后溶液中存在難去除的雜質(zhì)離子。

第二步，將第一步獲得的兩種懸浮溶液采用微混合器進行混合。

較好的，兩種懸浮溶液進入微混合器的流速比由所制備材料成分所需和溶液摩爾濃度計算而得，使得相同時間內(nèi)兩種溶液中懸浮物的質(zhì)量比達到一定的比例要求，經(jīng)過后續(xù)熱加工后，增強相和基體金屬的質(zhì)量比例等于成品材料所需要的成分質(zhì)量比。

較好的，所述微混合器采用T型或Y型微混合器，微混合器材料為鋼或硅或玻璃或聚合物，混合液總流速為1mL/mim～10mL/min，混合時間為2s以上，優(yōu)選為2-20s。

為了使流速控制更靈活，T型或Y型微混合器在兩溶液交接處安裝一個控制閥以實現(xiàn)對總流速的控制。

第三步，向第二步獲得的混合溶液中加入非離子有機高分子絮凝劑進行顆粒沉降。

非離子有機高分子絮凝劑可以是聚丙烯酰胺(PAM)等，當(dāng)然也可以是其它的絮凝劑，只要所選用絮凝劑能在燒結(jié)后分解無殘留即可。

第四步，將第三步沉降獲得的絮凝物進行過濾。

第五步，將第四步獲得的濾渣進行烘干。

第六步，將第五步獲得的粉體進行壓坯。

第七步，將壓坯獲得的坯體進行燒結(jié)。

第八步，將燒結(jié)獲得的坯體進行擠壓，得到增強相顆粒在基體中均勻分布的顆粒彌散強化金屬基復(fù)合材料。