[發明專利]鋁基復合材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201711331705.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109909491A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 蔡孟修;許太乙;吳睿纮
• 申請（專利權）人: 財團法人金屬工業研究發展中心
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

本發明公開了一種鋁基復合材料及其制造方法，其制造方法的步驟包括：提供一鋁合金粉末，包括多個鋁合金粉粒，鋁合金粉粒的粒徑為微米級尺寸；提供一陶瓷粉末，包括多個陶瓷粉粒，陶瓷粉粒的粒徑為納米級尺寸；進行一水解混合步驟，將鋁合金粉末及陶瓷粉末投入水中進行水解混合，使陶瓷粉粒以水為介質沾附于鋁合金粉粒的表面，以形成表面沾附有水分和陶瓷粉粒的糊狀鋁基復合材料；以及進行一干燥步驟，使糊狀鋁基復合材料的水分蒸發，得到表面附著有陶瓷粉粒的粉末狀鋁基復合材料；其中，鋁合金粉粒與陶瓷粉粒的重量比為鋁合金粉粒95~97wt%，陶瓷粉粒3~5wt%；本發明具有方法過程簡單、成本較低，且制備出的鋁基復合材料具有更佳的拉伸強度與伸長率表現。

技術領域

本發明是關于一種金屬基復合材料及其制造方法，特別是關于一種結合陶瓷材料的鋁基復合材料及其制造方法。

背景技術

金屬基復合材料(metal matrix composite, MMC)結合兩種不同材料的特性，借由互補彼此的缺陷來改善傳統單一材料的缺點。其性質是由基底材料與強化相材料的特性來決定，基底材料主要以重量輕的金屬或合金為主，添加的強化相材料則是以陶瓷材料為主。

目前，金屬基復合材料的其中一種應用是用來作為積層制造的材料，然而傳統制作復合材料制造的金屬基復合材料有強化相材料體積分率不高，強化相粒子分布不均勻以及內部具有孔隙的缺點。

發明內容

本發明所要解決的主要問題，是在于金屬基復合材料有其強化相材料(陶瓷材料)體積分率不高，強化相粒子(陶瓷粉粒)分布不均勻以及內部具有孔隙的缺點。本發明即研發一種方法過程簡單、所需成本較低的水解混合方法，經由本發明制造方法制備的鋁基復合材料，可通過陶瓷粉粒摻入鋁合金粉粒的間隙提高其應用在積層制造后的拉伸強度及延展性。

為達成上述的目的，本發明公開了一種鋁基復合材料的制造方法，包括：提供一鋁合金粉末，包括多個鋁合金粉粒，該鋁合金粉粒的粒徑為微米級尺寸；提供一陶瓷粉末，包括多個陶瓷粉粒，該陶瓷粉粒的粒徑為納米級尺寸；進行一水解混合步驟，將該鋁合金粉末及該陶瓷粉末投入水中進行水解混合，使該些陶瓷粉粒以水為介質沾附于該些鋁合金粉粒的表面，以形成表面沾附有水分和陶瓷粉粒的糊狀鋁基復合材料；以及進行一干燥步驟，使該糊狀鋁基復合材料的水分蒸發，得到表面附著有陶瓷粉粒的粉末狀鋁基復合材料。

在一實施例中，還包括在該水解混合步驟之后進行一過篩步驟，是利用一篩網進行過篩，該篩網的網孔孔徑為微米級，將粒徑大于該網孔孔徑的糊狀鋁基復合材料篩出。

在上述實施例中，所述篩網的網孔孔徑為54μm，網孔數目為270網眼。

在一實施例中，所述鋁合金粉粒的粒徑介于25~100μm，所述陶瓷粉粒的粒徑介于50~100nm。

在一實施例中，所述鋁合金粉末與陶瓷粉末的重量比為鋁合金粉末95~97wt%，陶瓷粉末3~5wt%。

在一實施例中，所述鋁合金粉末的材質為鋁硅鎂合金(AlSi₁₀Mg)，該陶瓷粉末的材質為碳化鈦(TiC)。

在一實施例中，所述鋁合金粉末的材質為鋁硅鎂合金(AlSi₁₀Mg)，該陶瓷粉末的材質為碳化硅(SiC)。

在一實施例中，所述干燥步驟是采用熱處理方式。

經由本發明所述的鋁基復合材料的制造方法，本發明提出一種鋁基復合材料，包括：多個鋁合金粉粒，該鋁合金粉粒的材質為鋁硅鎂合金(AlSi₁₀Mg)；以及多個碳化鈦(TiC)粉粒，附著于該些鋁合金粉粒的表面；其中，該些鋁合金粉粒與該些碳化鈦粉粒的重量比為鋁合金粉粒95~97wt%，碳化鈦粉粒3~5wt%。