[發(fā)明專利]鋁基復合材料

有效

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• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107385283B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 史清宇;張帥;吳建軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C26/00;C22C32/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發(fā)明提供了一種鋁基復合材料，其包括：基體，為純鋁；以及增強材料，分布于基體內。增強材料與基體固態(tài)結合，且鋁基復合材料內的純鋁與增強材料形成的化合物占鋁基復合材料的體積分數(shù)小于0.001％。這種“固態(tài)結合”實際上是一種固態(tài)焊接或焊合的過程，是一個物理過程。在固態(tài)焊接過程中，基體純鋁只是發(fā)生了塑性變形，塑性變形后的純鋁包裹住增強材料、與增強材料充分混合、并在冷卻后與增強材料結合為一體，由此得到具有優(yōu)異的力學性能和高的導電性的鋁基復合材料。此外，由于基體與增強材料不發(fā)生化學反應或發(fā)生輕微的化學反應，因而如果產生了某些化合物，這些化合物的含量也是極其少量的，其對鋁基復合材料的綜合性能影響不大，可以忽略。

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料制備技術領域，尤其涉及一種鋁基復合材料。

背景技術

隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，航空航天、車輛工程以及電力電子等領域對金屬材料的力學性能和導電性提出了更高的要求。在提高金屬材料力學性能尤其是抗拉強度以及延展性的基礎上保持甚至提高其導電性能逐漸成為這些領域近年來的研究熱點。

純鋁作為一種金屬材料，具有良好的導電性，可以基本滿足上述領域對金屬材料導電性能的要求。但是純鋁本身的抗拉強度較低，在提高純鋁抗拉強度的同時，其導電性則會不可避免地由于增強材料(即增強相)的摻入而顯著降低。因此，如何制備一種在滿足力學性能要求的同時，又能提高其導電性的復合材料是上述領域急需解決的關鍵問題。

發(fā)明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁基復合材料，其具有優(yōu)異的力學性能和高的導電性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋁基復合材料，其包括：基體，為純鋁；以及增強材料，分布于基體內。其中，增強材料與基體固態(tài)結合，且鋁基復合材料內的純鋁與增強材料形成的化合物占鋁基復合材料的體積分數(shù)小于0.001％。

本發(fā)明的有益效果如下：

在根據(jù)本發(fā)明的鋁基復合材料中，增強材料與基體采用固態(tài)結合的方式形成鋁基復合材料，這種“固態(tài)結合”實際上就是一種固態(tài)焊接或焊合的過程，是一個物理過程。在固態(tài)焊接過程中，作為基體的純鋁只是發(fā)生了塑性變形，塑性變形后的純鋁包裹住增強材料、與增強材料充分混合、并在冷卻后與增強材料結合為一體，由此得到具有優(yōu)異的力學性能和高的導電性的鋁基復合材料。此外，由于基體與增強材料不發(fā)生化學反應或發(fā)生輕微的化學反應，因而如果產生了某些化合物，這些化合物的含量也是極其少量的，其對鋁基復合材料的綜合性能影響不大，可以忽略。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鋁基復合材料的制備方法所采用的第一鋁板、第二鋁板和第三鋁板未加工的立體分解圖，其中第一鋁板已填滿增強材料。

圖2是圖1中的第一鋁板未填充增強材料的立體圖。

圖3是圖1中的第三鋁板、第一鋁板和第二鋁板疊放在一起且未加工的組裝立體圖。

圖4是圖3中的第一鋁板、第二鋁板和第三鋁板在攪拌頭的作用下的加工示意圖，箭頭表示攪拌頭的平移運動方向。

圖5是圖4中的攪拌頭的立體圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的鋁基復合材料的一示意圖，其中虛線部分為增強材料且增強材料為碳納米管。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的鋁基復合材料的另一示意圖，其中虛線部分為增強材料且增強材料為石墨烯。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的鋁基復合材料的又一示意圖，其中虛線部分為增強材料且增強材料為碳納米管和石墨烯。

其中，附圖標記說明如下：

1第一鋁板 52攪拌針