[发明专利]一种制备深层、大块体、宏观范围复合材料的固态加工方法

权利要求书

1. 一种制备深层、大块体、宏观范围复合材料的固态加工方法，其特征在于：具体加工步骤为：

1)以铝合金，镁合金，铜及其合金、或热塑性高分子材料的板材作为基体材料，将原始增强材料、增强材料载体、可与基体材料发生反应的材料中任意一种，以基体材料1～20wt％的细粉填充在开槽或孔中，或以镀层、喷涂方式附着于基体材料表面；

2)搅拌工具以700～2000rpm的高速旋转接触被加工工件，以10～20MPa的下压力使得搅拌工具压入工件表面，停留3～10s后，待搅拌工具附近工件材料充分软化，搅拌工具以60～200mm/min的速度，一次或多次从加入的材料压过，因此，受搅拌工具的作用，添加的增强材料、增强材料载体或与基体材料发生反应的材料分散分布于基体材料间，并最终实现增强相与基体金属间的冶金结合，可在工件表面至探针端面深度范围内，制备形成大块体、宏观范围的复合材料。

2. 根据权利要求1所述制备深层、大块体、宏观范围复合材料的固态加工方法，其特征在于：所述增强材料为粒度100nm～50μm的Al₂O₃、SiC、TiC、B₄C、BN、AlN、WC、ZrO₂、MgO、B、细金刚石或碳纳米管非金属颗粒；或为直径在0.2～1μm、长度为1～50μm的Al₂O₃晶须，SiC晶须，Cu、Cr、Fe或Ni晶须。

3. 根据权利要求1所述制备深层、大块体、宏观范围复合材料的固态加工方法，其特征在于：所述增强材料载体为陶瓷基复合材料或含有陶瓷材料的金属镀层；其中陶瓷基体材料为Al₂O₃，MgO·Al₂O₃，SiO₂，Al₂O₃·ZrO₂，Si₃N₄或SiC；所述含有陶瓷材料的金属镀层为铝合金、镁合金、铜合金或钛合金。

4. 根据权利要求1所述制备深层、大块体、宏观范围复合材料的固态加工方法，其特征在于：所述可与基体材料发生反应的材料为Fe₃Al、FeAl、Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Cu₄Al、Ni₃Al、NiAl、TiAl或AlC₄，与基体材料经过加工后发生化学反应生成金属间化合物形成弥散强化层；或添加的材料与基体材料元素的原子尺度差别较大而形成固溶强化，这些材料为Ti、Cu、Fe、W固溶于Al、Mg基体中。