[發明專利]實現異質結構的方法

有效

• 申請號: 202110280270.2
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113083895B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 沈將華;楊亞輝
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/00;C21D9/00;C22F1/18;C22F1/04
• 代理公司: 北京中珒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11806
• 代理人: 王中

本發明公開一種實現異質結構的方法，其包括：提供多片鈦板和鋁板，并對鈦板和鋁板進行表面處理；將鈦板、鋁板和鈦板進行堆疊得到層合板；將堆疊好的層合板放進熱處理爐里加熱；將加熱后的層合板送入軋機進行軋制；在兩個軋制后的層合板之間放一片鋁板，堆疊好再次進行軋制得到新的層合板；在新的層合板之間放一片鋁板，堆疊好再次進行軋制，以此往復實現多道次軋制；將多道次軋制后的鈦鋁層合板進行熱壓燒結。通過本發明在鈦層和鋁層之間生成了一種具有非常高硬度的金屬間化合物(TiAlsubgt;3/subgt;)，從而通過原位擴散的方式實現了鈦、鋁板之間的化學鍵的結合。

技術領域

本發明涉及金屬復合板制備技術領域，尤其涉及一種實現異質結構的方法。

背景技術

近年來，異質結構材料被報道由于“韌-脆-韌”結構從而具有高強度以及非常好的抗沖擊性能，例如陶瓷基金屬復合材料。

原因在于此結構受到沖擊時，很容易在脆性層內部產生裂紋，而裂紋的產生就可以釋放掉大量的能量，但是由于脆性層很硬，只要其不從韌性層之間剝離，結構就仍然具有抗沖擊的能。韌性層的存在抑制了裂紋的進一步擴展貫穿，從而保證整個結構具有高強度以及優異的抗沖擊能力。

但是目前“韌-脆-韌”這種結構的界面結合問題沒有得到很好的解決，例如陶瓷基金屬復合材料，由于陶瓷與金屬之間很難發生反應，在界面處不能產生化學鍵，導致不同層之間的結合力較弱。在這種情況下，整個結構在受到沖擊時，脆性層就很容易從韌性層之間剝落下來，從而導致整個結構失效。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種實現異質結構的方法，以解決現有技術的“韌-脆-韌”結構不同層之間結合力較弱的問題。

根據本發明實施例的實現異質結構的方法，其包括：

提供多片鈦板和鋁板，并對鈦板和鋁板進行表面處理；

將鈦板、鋁板和鈦板進行堆疊得到層合板；

將堆疊好的層合板放進熱處理爐里加熱；

將加熱后的層合板送入軋機進行軋制；

在兩個軋制后的層合板之間放一片鋁板，堆疊好再次進行軋制得到新的層合板；

在新的層合板之間放一片鋁板，堆疊好再次進行軋制，以此往復實現多道次軋制；

將多道次軋制后的鈦鋁層合板進行熱壓燒結。

其中，所述表面處理包括：將切割好的鈦板和鋁板的表面打磨至平整，并用無水乙醇清洗干凈。

其中，所述方法還包括：用800#的水砂紙將切割好的鈦板和鋁板的表面打磨至平整。

其中，所述方法還包括：將堆疊好的層合板放進熱處理爐里加熱至270-350℃，并保溫五分鐘。

其中，所述方法還包括：軋制壓下率為40％，軋制速度為15rpm。

其中，所述方法還包括：將多道次軋制后的鈦鋁層合板在600-650℃，30MPa的條件下進行熱壓燒結一個小時。

根據本發明提供一種通過鈦鋁層合板的原位冶金結合實現“韌-脆-韌”異質結構的方法，通過熱軋和熱壓燒結工藝相結合的方式實現了鈦、鋁板的原位冶金結合，在鈦層和鋁層之間生成了一種具有非常高硬度的金屬間化合物(TiAl₃)，從而通過原位擴散的方式實現了鈦、鋁板之間的化學鍵的結合，與傳統的“韌-脆-韌”異質結構相比，不同層之間具有更強的結合力，且在此過程中沒有孔洞裂紋的產生，這樣結構在受到沖擊時脆性層不容易從韌性層之間剝落下來，從而使整個結構具有高強韌和優異的抗沖擊性能。

附圖說明