[發(fā)明專利]一種寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710947667.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107675058B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜龍濤;晁振龍;武高輝;張強(qiáng);陳國欽;茍華松;楊文澍;喬菁
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C22C21/00;C22C32/00;C22C1/10;B32B15/01;B32B15/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 賈澤純

1.一種寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料，其特征在于寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料由面板、背板和過渡中間層組成；所述過渡中間層設(shè)置在面板與背板之間；所述面板按體積分?jǐn)?shù)由70％～90％碳化硼和10％～30％含鋁材料制成；所述背板按體積分?jǐn)?shù)由0％～40％碳化硼和60％～100％含鋁材料制成；所述過渡中間層為多層碳化硼鋁基復(fù)合材料，由面板向背板每層碳化硼鋁基復(fù)合材料中的碳化硼體積分?jǐn)?shù)逐層等梯度降低；所述含鋁材料為鋁或鋁合金；

所述寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、按照設(shè)計(jì)厚度，稱量不同體積分?jǐn)?shù)的B₄C的預(yù)制體粉體，將不同體積分?jǐn)?shù)的B₄C的預(yù)制體粉體按照B₄C體積分?jǐn)?shù)由低到高的順序沿鋼模具軸向由下到上逐層鋪陳于鋼模具中，在壓力為50～200MPa的條件下冷壓成胚體；然后連同鋼模具放入電爐中，在溫度為500～700℃的條件下保溫2～6h，得到層狀梯度B₄C預(yù)制體；所述不同B₄C體積分?jǐn)?shù)的預(yù)制體粉體包括高B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體、中B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體和低B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體；所述高B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體是指B₄C體積分?jǐn)?shù)為55％～90％的預(yù)制體粉體，所述中B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體是指B₄C體積分?jǐn)?shù)為40％～55％的預(yù)制體粉體，所述低B₄C體積分?jǐn)?shù)預(yù)制體粉體是指B₄C體積分?jǐn)?shù)小于40％的預(yù)制體粉體；所述不同B₄C體積分?jǐn)?shù)的預(yù)制體粉體在逐層鋪陳之前進(jìn)行干燥處理；

二、將含鋁材料在溫度為700～900℃的條件下熔煉2～6h，得到含鋁材料熔液；所述含鋁材料為鋁或鋁合金；

三、采用壓力浸滲將步驟二得到的含鋁材料熔液澆注到層狀梯度B₄C預(yù)制體中并加壓浸滲，在壓力30～250MPa的條件下保壓10～60min，隨模冷卻后，脫模得到層狀功能梯度B₄C/Al復(fù)合材料；所述層狀功能梯度B₄C/Al復(fù)合材料由面板、背板和過渡中間層組成；所述面板按體積分?jǐn)?shù)由70％～90％碳化硼和10％～30％含鋁材料制成；所述背板按體積分?jǐn)?shù)由0％～40％碳化硼和60％～100％含鋁材料制成；所述過渡中間層為多層碳化硼鋁基復(fù)合材料，由面板向背板每層碳化硼鋁基復(fù)合材料中的碳化硼體積分?jǐn)?shù)逐層等梯度降低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料，其特征在于所述面板按體積分?jǐn)?shù)由70％～90％碳化硼和10％～30％含鋁材料制成；由面板向背板每層碳化硼鋁基復(fù)合材料中的碳化硼體積分?jǐn)?shù)逐層降低至背板中碳化硼的體積分?jǐn)?shù)為0～15％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料，其特征在于所述面板按體積分?jǐn)?shù)由70％碳化硼和30％含鋁材料制成；由面板向背板每層碳化硼鋁基復(fù)合材料中的碳化硼體積分?jǐn)?shù)逐層降低至背板中碳化硼的體積分?jǐn)?shù)為20～40％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬體積分?jǐn)?shù)層狀梯度碳化硼鋁基復(fù)合材料，其特征在于所述鋁合金為1xxx系鋁合金、2xxx系鋁合金、3xxx系鋁合金、4xxx系鋁合金、5xxx系鋁合金或6xxx系鋁合金。