[發(fā)明專利]鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110471367.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113373334A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑞濤;顧宇佳;張?zhí)?/a>;王勻;劉振強(qiáng);萬(wàn)偉超;林欣;張扣寶;申劍;嚴(yán)志軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇威鷹機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/05
• 分類號(hào): C22C1/05;C22C21/00;C22C1/10;B22F3/14;B22F3/24;B22F9/04
• 代理公司: 南京科知維創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 32270
• 代理人: 許益民

1.一種鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，包括鋁和氮化硼納米片（BNNSs）其特征在于：所述BNNSs以片層狀均勻分布在Al顆粒表面，其中，Al顆粒呈球狀，BNNSs為增強(qiáng)相，BNNSs尺寸為300600-700700nm²，厚度為5-100nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：所述BNNSs的體積占比為0.2%-4%，Al顆粒粒徑大小為10 μm和40 μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：氮化硼納米片（BNNSs）為二維片狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：其通過(guò)SPS燒結(jié)方式獲得。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于其制備方法為：將鋁和氮化硼納米片（BNNSs）復(fù)合粉末冷壓成復(fù)合塊體，對(duì)復(fù)合塊體進(jìn)行SPS燒結(jié)即可得到納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，具體包括以下步驟：

步驟一：將六方氮化硼（h-BN）高能球磨后超聲分散，制備BNNSs；

步驟二：將BNNSs與鋁粉混合，通過(guò)球磨復(fù)合粉末制備出BNNSs/ Al復(fù)合粉末，其中，Al顆粒粒徑為10 μm和40 μm；

步驟三：以BNNSs/Al復(fù)合粉末為原料，采用冷壓、SPS燒結(jié)制備納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于

還包括步驟四：對(duì)燒結(jié)后的復(fù)合材料進(jìn)行鍛造成型，最后形成納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：所述的步驟二：可在BNNSs/Al復(fù)合粉末內(nèi)加入不銹鋼球球磨混勻，采用變速球磨制備BNNSs/ Al復(fù)合粉末。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：

所述的步驟一：將h-BN粉末置于球磨罐中，每只球磨罐中放置100ml酒精與10g h-BN，球料比20:1，大中小研磨球的重量比例分別為5:3:2，研磨球的直徑分別為15mm，10mm，5mm，球磨罐與研磨球的材質(zhì)均為不銹鋼；球磨氣氛為Ar氣；球磨轉(zhuǎn)速設(shè)置為350r/min, 球磨總時(shí)間設(shè)置為80min，正反轉(zhuǎn)結(jié)合，單次運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為2min，單次停頓時(shí)間設(shè)置為2min；球磨結(jié)束后，將球磨液取出進(jìn)行超聲分散，時(shí)間為2h；超聲結(jié)束后取上層清液，放入真空干燥箱內(nèi)抽真空進(jìn)行干燥，干燥后的粉末即為BNNSs。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：所述的步驟二：將制備的BNNSs與原始球形Al粉在球磨罐內(nèi)進(jìn)行混合，選用不同粒徑的球形鋁混合粉末（10 μm和40 μm），所用BNNSs的體積比例為2%，球料比為10:1；鋁混合粉末與BNNSs進(jìn)行變速球磨混合，即先單獨(dú)加入BNNSs粉末100 rpm低速球磨10min，再加入Al粉末150rpm高速球磨2h；單次運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為2min，單次停頓時(shí)間設(shè)置為2 min，得到BNNSs/ Al復(fù)合粉末。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料，其特征在于：所述的步驟三：將BNNSs/ Al復(fù)合粉末進(jìn)行冷壓，使片層狀復(fù)合粉末在單軸應(yīng)力狀態(tài)下定向排列，得到有序的初期復(fù)合塊體；將初期復(fù)合塊體放入H13鋼制成的模具中，冷壓壓力為500 MPa，保壓時(shí)間為5min，得到圓柱狀復(fù)合塊體；將圓柱狀復(fù)合塊體放入電阻爐中進(jìn)行真空熱壓，得到較為致密的鋁-氮化硼納米網(wǎng)狀構(gòu)型復(fù)合材料。