[發(fā)明專(zhuān)利]一種內(nèi)生納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711415938.X | 申請(qǐng)日： | 2017-12-25 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108165793B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-01-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 邱豐;朱琳;姜啟川 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 吉林大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C22C1/05 | 分類(lèi)號(hào)： | C22C1/05;C22C21/00;C22C32/00;C22F1/04;B22F3/20 |
| 代理公司： | 11531 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) | 代理人： | 李宏偉 |
| 地址： | 130025 吉林省長(zhǎng)春市南關(guān)*** | 國(guó)省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 制備 鋁合金材料 納米尺寸顆粒 尺寸陶瓷 納米顆粒強(qiáng)化 金屬 低體積分?jǐn)?shù) 高體積分?jǐn)?shù) 熱擠壓成型 熱處理 納米強(qiáng)化 原位反應(yīng) 強(qiáng)韌性 增強(qiáng)相 鋁合金 超強(qiáng) 壓坯 引入 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及一種內(nèi)生納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料制備方法，包括以下步驟：(1)制備壓坯：(2)制備內(nèi)生納TiC顆粒原位反應(yīng)及納米強(qiáng)化鋁合金；(3)熱擠壓成型；(4)熱處理。本發(fā)明的技術(shù)方案，在金屬中引入納米尺寸陶瓷顆粒，利用原位內(nèi)生技術(shù)在金屬中內(nèi)生出納米尺寸陶瓷顆粒并均勻分散，獲得低體積分?jǐn)?shù)到高體積分?jǐn)?shù)增強(qiáng)相多含量變換并均勻分散的納米顆粒強(qiáng)化的鋁合金材料，該材料具有超強(qiáng)的強(qiáng)韌性具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋁合金加工領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)生納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料制備方法。
背景技術(shù)
隨著能源、汽車(chē)、航空、航天和通訊信息等領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊笤絹?lái)越高，傳統(tǒng)的材料已經(jīng)不能再滿(mǎn)足實(shí)際要求。例如，在航空、航天領(lǐng)域中，要求材料具有剛度更高、熱膨脹系數(shù)更低；在汽車(chē)行業(yè)中，需要材料質(zhì)量更輕、強(qiáng)韌性更高和穩(wěn)定性更好及耐磨性更強(qiáng)。為了滿(mǎn)足上述對(duì)材料的獨(dú)特性能要求顆粒強(qiáng)化鋁合金材料因具有低成本、低密度、高彈性模量、高強(qiáng)韌性以及耐磨損、易制備等優(yōu)點(diǎn)逐漸進(jìn)入人們的視線(xiàn)，并且憑借其優(yōu)良的性能還引起了材料領(lǐng)域的重視。
目前，顆粒強(qiáng)化鋁合金材料的研究已經(jīng)很多，但是陶瓷顆粒種類(lèi)，制備方法以及復(fù)合材料基體的選擇都有可能對(duì)材料組織、物理及力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響。因此，材料領(lǐng)域仍需要對(duì)陶瓷顆粒強(qiáng)化鋁合金材料進(jìn)一步的研究工作。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一些關(guān)于納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料的研究工作，納米級(jí)的陶瓷顆粒加入鋁基體明顯提高材料強(qiáng)度的同時(shí)也較好的保留了材料的延展性。但是，由于納米顆粒表面具有高性能、不飽和性和不穩(wěn)定性，往往會(huì)導(dǎo)致納米顆粒的團(tuán)聚，這極大限制了納米顆粒的應(yīng)用領(lǐng)域和強(qiáng)化效果。在金屬中，引入納米尺寸陶瓷顆粒，利用原位內(nèi)生技術(shù)在金屬中內(nèi)生出納米尺寸陶瓷顆粒并均勻分散，獲得低體積分?jǐn)?shù)到高體積分?jǐn)?shù)增強(qiáng)相多含量變換并均勻分散的納米顆粒強(qiáng)化的鋁合金材料，該材料具有超強(qiáng)的強(qiáng)韌性具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種具有高的室溫和高溫拉伸性能的內(nèi)生納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種內(nèi)生納米尺寸顆粒強(qiáng)化鋁合金材料制備方法，包括以下步驟：
(1)制備壓坯：
(1a)將碳納米管CNTS/炭黑，鈦粉，鋁合金粉按以下三種配比配制成100g混合粉末；
①當(dāng)納米TiC陶瓷顆粒的體積分?jǐn)?shù)為10vol.％：
將碳納米管CNTS/炭黑，鈦粉，鋁合金粉分別按照各自重量分別為：碳源(納米碳管CNT+炭黑)：3.28克，鈦粉：13.08克，鋁合金粉：83.64克，配制成100克混合粉末。其中納米碳管CNT和炭黑各占碳源的50wt.％，即：納米碳管CNT：1.64克；炭黑：1.64克。
②當(dāng)納米TiC陶瓷顆粒的體積分?jǐn)?shù)為20vol.％：
將碳納米管CNTS/炭黑，鈦粉，鋁合金粉分別按照各自重量分別為：碳源(納米碳管CNT+炭黑)：6.13克，鈦粉：24.43克，鋁合金粉：69.44g，配制成100g混合粉末。其中納米碳管CNT和炭黑各占碳源的50wt.％，即：納米碳管CNT：3.065克；炭黑：3.065克。
③當(dāng)納米TiC陶瓷顆粒的體積分?jǐn)?shù)為30vol.％：
將碳納米管CNTS/炭黑，鈦粉，鋁合金粉分別按照各自重量分別為：碳源(納米碳管CNT+炭黑)：8.63克，鈦粉：34.38克，鋁合金粉：56.99g，配制成100g混合粉末。
其中納米碳管CNT和炭黑各占碳源的50wt.％，即：納米碳管CNT：4.315克；炭黑：4.315克。
其中納米碳管CNT占碳源的100wt.％，即：納米碳管CNT：8.63克；
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