[發明專利]一種鋁基碳化硼復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202111671617.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114351010B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 李丘林;李玲敏;劉偉;宋國林;王靚
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C32/00;C22C1/05
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 劉燚

1.一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述材料的制備原料包括鋁粉和碳化硼粉，所述材料由制備原料通過干法混粉后得到混合粉體，再經二次熱加工制得；

所述鋁粉的中位粒徑在3 μm以下，所述碳化硼粉中位粒徑為4-15 μm；

所述鋁基碳化硼復合材料中包括γ-氧化鋁、鋁基體和碳化硼，所述γ-氧化鋁和鋁基體之間具有共格界面Ⅰ，所述γ-氧化鋁和碳化硼之間具有共格界面Ⅱ；

所述制備原料中所述碳化硼的質量分數為5-20%；

所述混合粉體經冷等靜壓處理后，進行所述二次熱加工；所述二次熱加工包括真空燒結處理和熱變形處理；所述真空燒結處理在熱變形處理之前；

所述熱變形處理包括熱軋或熱擠壓；所述熱軋的參數包括：熱軋溫度為420-550 ℃；所述熱擠壓的參數包括：熱擠壓溫度為420-550 ℃；

所述真空燒結包括分溫段真空燒結或一次燒結處理；

所述分溫段真空燒結包括：

S1，體系的真空度降至1 Pa以下時開始升溫，升溫至120-300℃時保溫30-60 min；

S2，升溫至420-450 ℃時保溫30-60 min；

S3，控制溫度在420-500 ℃之間，真空度降至10^-3 Pa以下，保溫2-24 h；

所述一次燒結處理的燒結溫度為480-540 ℃。

2.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述鋁粉的中位粒徑在2 μm以下。

3.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述鋁粉的中位粒徑在1.5 μm以下。

4.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述鋁粉的中位粒徑在1.3 μm以下。

5.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述鋁粉的中位粒徑為1.3-1.5 μm。

6.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述共格界面Ⅰ的厚度為2-4 nm。

7.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述γ-氧化鋁為晶態片狀的γ-氧化鋁。

8.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述γ-氧化鋁的厚度為4-20 nm。

9.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述碳化硼粉中位粒徑為4.3-15 μm。

10.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述碳化硼粉中位粒徑為4.3-7 μm。

11.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述制備原料中所述碳化硼的質量分數為8-15%。

12.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述制備原料中所述碳化硼的質量分數為5-8%。

13.根據權利要求1所述的一種鋁基碳化硼復合材料，其特征在于，所述制備原料中所述碳化硼的質量分數為15-20%。

14.一種如權利要求1所述的鋁基碳化硼復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將鋁粉和碳化硼粉采用干法混粉法得到混合粉體，所述混合粉體經過二次熱加工得到所述鋁基碳化硼復合材料；

所述混合粉體經冷等靜壓處理后，進行所述二次熱加工；所述二次熱加工包括真空燒結處理和熱變形處理；所述真空燒結處理在熱變形處理之前；

所述熱變形處理包括熱軋或熱擠壓。