[发明专利]纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法

权利要求书

1. 纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于工艺步骤为：首先向预先处理的金属粉末与纤维的混合物中加入有机溶剂，混合均匀，将混合均匀的混合物装入模具中，对模具进行预热，蒸干有机溶剂；然后将装有混合物的模具在振动台上进行反复的机械振动，振动时间小于或等于1小时，振动频率为0.1～2000Hz；最后，通过对模具加压将混合物压实，制备出具有预定外型的生坯，将制备的生坯放入真空或有惰性气体保护的高温炉中烧结；根据金属粉末的不同其烧结温度为500℃～1400℃，烧结时间为0.5～16小时，制备得到纤维在金属粉末中沿振动方向呈现梯度分布的纤维增强金属基梯度复合材料。

2. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于：对预先处理的金属粉末与纤维的混合物进行机械振动，依靠纤维与金属密度和形状的差异使纤维在粉末中呈现梯度分布。

3. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于：金属粉末包括Cu、Al、Fe、Mg、Ni、Ti，或它们的合金。

4. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于：纤维包括C_f、B_f、G_f、SiC_f、Al₂O_3f，或其它与所复合的金属密度有差异的纤维。

5. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于：在预先处理的金属粉末与纤维的混合物中纤维的体积含量为5％～60％。

6. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于首先将纯度为99.0％的铜粉和长度为2～3mm的碳纤维在球磨机混合，加入适量酒精混合30分钟，将混合均匀的粉末装入模具中，在40℃～60℃对模具预热，挥发酒精使混合粉末干燥。然后将模具振动20～40次，振动频率5～10Hz。对模具施加300MPa的压强，制得生坯；将制备的生坯放在真空炉内烧结，在400℃烧结1小时后，升温至920℃烧结2小时，最后随炉冷却，得到制备C_f-Cu梯度复合材料。

7. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于首先将一定比例的Cu4％Al金属粉末和长度为2～2mm的碳纤维在球磨机中混合，加入适量酒精混合30分钟。将混合均匀的粉末装入模具中，在40℃～60℃对模具预热，挥发酒精使混合粉末干燥，然后将模具振动20～40次，振动频率5～10Hz。对模具施加300MPa的压强，制得生坯，将制备的生坯放在真空炉内烧结，在400℃烧结1小时后，升温至910℃烧结2小时，最后随炉冷却，得到C_f-Cu4％Al梯度复合材料。

8. 根据权利要求1所述的纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，其特征在于首先将一定比例的Ni金属粉末和长度为2～3mm的碳纤维在球磨机中加入适量酒精混30分钟。将混合均匀的粉末装入模具中，在200℃对模具预热，挥发酒精使混合粉末干燥。然后将模具振动20～40次，振动频率5～10Hz。对模具施加350MPa的压强，制得生坯。将制备的生坯放在真空炉内烧结，在600℃烧结1小时后，升温至1320℃烧结2小时，最后随炉冷却，得到C_f-Ni梯度复合材料。