[發明專利]一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法

有效

• 申請號: 201710347412.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107245598B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 陳剛;徐巍;趙玉濤;張振亞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C32/00;C22C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：將經過預熱的固體反應物加入到處于近液相線溫度的鋁合金中，固體反應物與鋁合金在錐形混合器的驅動下從錐形混合器的外壁進入內腔，通過錐形混合器的旋轉研磨進行混合，由錐形混合器頂部流出，混合均勻的固體反應物與鋁合金混合料在高溫區進行化學反應，反應得到的鋁基復合材料漿料進入收集熔池，加入適量的稀土元素，并通過超聲分散保證復合材料漿料中原位納米顆粒均勻分布。

2.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的經過預熱的固體反應物，是指經過250～300℃、30～50min加熱處理的能在鋁合金熔體中生成氧化物、碳化物、硼化物的反應物粉末，加入量按生成體積分數2～5％的原位增強顆粒計算。

3.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的處于近液相線溫度的鋁合金，是指溫度處于液相線溫度附近正負10℃范圍內的鋁合金。

4.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的錐形混合器，是指采用氧化釔增韌氧化鋁陶瓷制作的混合器，由內腔為漏斗形的底座和放置在底座內的錐形旋轉部分組成，整個混合器除驅動旋轉軸外均埋入鋁熔體中，工作時由驅動旋轉軸帶動錐形旋轉部分旋轉，其旋轉方向與底座上通孔切入底座的方向一致，在將固體反應物與鋁合金的混合物通過底座上的通孔吸入的同時實現研磨混合；所述的內腔為漏斗形的底座，是指內壁為漏斗形，側壁上開有一組直徑8～12mm通孔的底座，這些通孔均勻分布在同一高度的圓周上，通孔中心離底座底部30～50mm，通孔平行于底座底部且以20～30°的切入角切入內壁，在內壁圓周上相鄰孔之間的間距為20～30mm。

5.如權利要求4所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的錐形旋轉部分，是指主體為外形與內腔為漏斗形的底座配合的錐形體，其上端連有用于驅動旋轉的驅動旋轉軸。

6.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的在高溫區進行化學反應，是指在溫度為850～900℃的高溫加熱管內進行固體反應物與鋁合金之間的化學反應，反應時間為5～10min。

7.如權利要求6所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的高溫加熱管，是指采用耐高溫韌性陶瓷材料制作的內腔有效長度為800～1000mm、寬50～100mm、高10～15mm的矩形管。

8.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的進入收集熔池，是指反應獲得的復合材料漿料通過封閉溜槽進入到復合材料熔池。

9.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的加入適量的稀土元素，是指加入占鋁基復合材料漿料質量0.03～0.06％的Ce、Y、La或混合稀土。

10.如權利要求1所述的一種改善鋁基復合材料中原位納米顆粒分布的方法，其特征在于：所述的超聲分散，是指采用500～2000W、頻率為10～20KHz的功率超聲對復合材料漿料進行分散，同時通過電磁攪拌方式保持漿料流動；所述的通過電磁攪拌方式，是指通過交變電磁場實現鋁基復合材料漿料的流動，交變電流強度為10～30A，連續工作。