[發明專利]一種層狀鋁碳化硼復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710604050.4
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107498057B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張柳;王志;李慶剛;史國普;吳俊彥;吳昊
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F3/14
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種層狀鋁碳化硼復合材料，其特征在于，包括分布在中軸面一側的n層層狀結構，以及，對稱分布在所述中軸面另一側的n層層狀結構，n≥2；

層狀結構由鋁粉和碳化硼粉制成， 按照原料的體積百分比計，層狀結構中鋁粉的含量由內向外逐層遞增，由50vol.%遞增至100vol.%；碳化硼粉的含量由內向外逐層遞減，由50vol.%遞減至0vol.%；所述中軸面兩側原料變化一致。

2.根據權利要求1所述的層狀鋁碳化硼復合材料，其特征在于，n=3-8。

3.根據權利要求1所述的層狀鋁碳化硼復合材料，其特征在于，n=5，層狀結構中鋁粉的含量由內向外逐層遞增，由75vol.%遞增至95vol.%；碳化硼粉的含量由內向外逐層遞減，由25vol.%遞減至5vol.%。

4.根據權利要求3所述的層狀鋁碳化硼復合材料，其特征在于，5層層狀結構的原料組成分別為95vol%鋁粉和5vol%碳化硼粉，90vol%鋁粉和10vol%碳化硼粉，85vol%鋁粉和15vol%碳化硼粉，80vol%鋁粉和20vol%碳化硼粉，以及，75vol%鋁粉和25vol%碳化硼粉。

5.根據權利要求1至4任一項所述的層狀鋁碳化硼復合材料，其特征在于，所述鋁粉的平均粒徑為50-60μm，所述碳化硼粉的平均粒徑為1-30μm。

6.一種如權利要求1至4任一項所述的層狀鋁碳化硼復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將鋁粉和碳化硼粉按不同的體積比稱取n組，并分別混合，對應得到n組混合粉末；

將混合粉末分別采用濕法混料法放入行星球磨機，球磨后放入鼓風干燥箱中烘干，分別對應制成n組鋁碳化硼粉料；

在石墨模具中，按照鋁粉的體積百分比先遞增再遞減的順序，由下至上將鋁碳化硼粉料依次疊層，在真空熱壓爐燒結成型，制成層狀鋁碳化硼復合材料，其中，

真空熱壓爐的燒結溫度為660-700℃，保溫時間為60-120min；燒結壓力為10-30MPa，保壓時間為60-120min；真空熱壓爐設定為階段式程序升溫，所述階段式程序升溫包括兩個階段：第一階段由常溫升至500℃，升溫速率為10℃/min；第二階段由500℃升至燒結溫度，升溫速率為5℃；真空熱壓爐在溫度升至550℃前開啟加壓程序，并加壓至燒結壓力。

7.一種如權利要求5所述的層狀鋁碳化硼復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將鋁粉和碳化硼粉按不同的體積比稱取n組，并分別混合，對應得到n組混合粉末；

將混合粉末分別采用濕法混料法放入行星球磨機，球磨后放入鼓風干燥箱中烘干，分別對應制成n組鋁碳化硼粉料；

在石墨模具中，按照鋁粉的體積百分比先遞增再遞減的順序，由下至上將鋁碳化硼粉料依次疊層，在真空熱壓爐燒結成型，制成層狀鋁碳化硼復合材料，其中，

真空熱壓爐的燒結溫度為660-700℃，保溫時間為60-120min；燒結壓力為10-30MPa，保壓時間為60-120min；真空熱壓爐設定為階段式程序升溫，所述階段式程序升溫包括兩個階段：第一階段由常溫升至500℃，升溫速率為10℃/min；第二階段由500℃升至燒結溫度，升溫速率為5℃/min；真空熱壓爐在溫度升至550℃前開啟加壓程序，并加壓至燒結壓力。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，真空熱壓爐的燒結溫度為680℃，保溫時間為90min；550℃之前開啟加壓程序，燒結壓力為30MPa，保壓時間為90min。