[發明專利]帶有礦物橋結構的氧化鋁增強鋁基疊層復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110437599.5
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113186432B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 范根蓮;張志明;譚占秋;李志強;張荻
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/05;C22C32/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種帶有礦物橋結構的氧化鋁增強鋁基疊層復合材料，其特征在于，包括鋁基體和增強相，所述增強相為帶有二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁粉末；所述片狀氧化鋁粉末的厚度為0.25-1μm，直徑為5-30μm，所述增強相中，二氧化硅的體積分數為3-4%，所述增強相在復合材料中所占體積分數為5-20%；所述二氧化硅顆粒通過溶膠凝膠法生成，直徑為200 nm-600 nm；通過溶膠凝膠法制備表面覆著了二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁粉末：將片狀氧化鋁粉末加入到無水乙醇中攪拌均勻作為反應母液；恒溫攪拌、再加入氨水的混合溶液調節pH至堿性；然后加入前驅物的無水乙醇混合溶液；充分反應后，抽濾、清洗、烘干，即可得到表面覆著了二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁粉末；所述氨水的混合溶液由氨水：乙醇：水=1：2：2的體積比配制而成；其中氨水為濃度28%的濃氨水，用于調節pH 值，乙醇為溶劑，水作為前驅物水解縮合反應的反應物；所述前驅物為正硅酸乙酯，其中水與正硅酸乙酯的體積比為3~5：1。

2.一種制備權利要求1所述的帶有礦物橋結構的氧化鋁增強鋁基疊層復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將片狀氧化鋁粉末加入到無水乙醇中攪拌均勻作為反應母液；再加入氨水的混合溶液調節pH 至堿性；然后加入前驅物的無水乙醇混合溶液；充分反應后，即可得到表面覆著了二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁片粉末；所述氨水的混合溶液由氨水：乙醇：水=1：2：2的體積比配制而成；其中氨水為濃度28%的濃氨水，用于調節pH 值，乙醇為溶劑，水作為前驅物水解縮合反應的反應物；所述前驅物為正硅酸乙酯，其中水與正硅酸乙酯的體積比為3~5：1；

（2）將表面覆著了二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁粉末高溫燒結；高溫燒結溫度為1050-1200 ^oC；燒結時間為2 h；

（3）在球磨機中加入球形鋁粉，球磨后得到微納片狀鋁粉；所述微納片狀鋁粉的徑厚比大于10，厚度為100nm-1μm，片徑為5-500μm；

（4）將步驟（2）得到的覆著了二氧化硅顆粒的片狀氧化鋁粉末和步驟（3）制備得到的微納片狀鋁粉混合均勻得到復合粉末；

（5）將步驟（4）所得到的復合粉末通過熱壓燒結、熱變形加工后得到帶有礦物橋結構的氧化鋁增強鋁基疊層復合材料；其中，增強相中，二氧化硅的體積分數為3-4%，所述增強相在復合材料中所占體積分數為5-20%；熱壓燒結的條件為，真空度10^-1Pa以下，壓力300-500MPa，保壓時間0.5-3h，熱變形加工溫度為400-500^oC。