[發(fā)明專利]一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910675363.8
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110218958B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉躍;霍望圖;張于勝;李宇力;馬騰飛;周宣;于佳石
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C22C49/11
• 分類號: C22C49/11;C22C49/14;C22C47/14;C01B32/97;B82Y40/00;C22C101/14
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

1.一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將無水乙醇和正硅酸乙酯混合后攪拌均勻，然后加入蒸餾水和鹽酸溶液并攪拌均勻，得到二氧化硅溶膠；所述無水乙醇、正硅酸乙酯、蒸餾水和鹽酸溶液中鹽酸的摩爾比為(3～5)：(0.5～2)：(3～8)：(0.1～0.5)；所述鹽酸溶液的質量濃度為37％；

步驟二、將粒度為60目～150目的石墨粉加入到步驟一中得到的二氧化硅溶膠中攪拌均勻，然后放置于烘箱中，在溫度為100℃的條件下干燥12h～24h，得到包覆二氧化硅溶膠的石墨粉；

步驟三、將步驟二中得到的包覆二氧化硅溶膠的石墨粉放置于高溫管式爐中進行碳熱還原反應，然后經超聲清洗和離心，去掉上清液，得到的沉淀物為碳化硅納米線；所述碳熱還原反應的具體過程為：在氬氣保護氣氛條件下，以5℃/min～10℃/min的速率升溫至1400℃～1700℃后保溫1h～3h；

步驟四、將步驟三中得到的碳化硅納米線加入到無水乙醇中超聲60min～120min，然后加入鈦粉并在60℃～80℃的水浴鍋保溫條件下機械攪拌均勻，再經干燥得到碳化硅納米線與鈦粉的混合粉末；

步驟五、將步驟四中得到的碳化硅納米線與鈦粉的混合粉末裝入模具中，然后放置于放電等離子熱壓燒結爐中進行放電等離子熱壓燒結，經冷卻后得到碳化硅納米線增強鈦基復合材料；所述放電等離子熱壓燒結的工藝參數為：真空度1.0×10^-3Pa～3.0×10^-3Pa，溫度600℃～900℃，壓力40MPa～180MPa，保溫時間5min～10min。

2.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟二中所述粒度為60目～150目的石墨粉與二氧化硅溶膠的質量比為1:5，所述攪拌均勻的時間為20min～60min。

3.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟三中所述超聲清洗和離心的次數均為兩次，所述離心采用的轉速為8000r/min～10000r/min。

4.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟三中得到的碳化硅納米線的直徑為50nm～200nm。

5.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟四中所述鈦粉的粒度為15μm～45μm。

6.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟四中所述機械攪拌均勻的時間為6h～12h。

7.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟四中所述干燥的溫度為80℃～100℃，時間為8h～12h。

8.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟五中所述模具的直徑為30mm～60mm。

9.根據權利要求1所述的一種低溫制備碳化硅納米線增強鈦基復合材料的方法，其特征在于，步驟五中所述碳化硅納米線增強鈦基復合材料中碳化硅納米線的質量分數為0.01％～10％。