[发明专利]硅铝双连续复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅铝双连续复合材料，其特征是，是采用粉末冶金工艺制备硅含量为40vol.％～80vol.％，铝合金含量为20vol.％～60vol.％的复合材料坯锭，其中，所制得的复合材料完全致密且具有均匀的微观组织；硅和铝合金都以网状结构的形式存在，该硅网状结构和铝合金网状结构互相穿插渗透。

2.根据权利要求1所述的硅铝双连续复合材料，其特征是，所述的硅网状结构中硅的颗粒尺寸为4μm～50μm，所述的铝合金网状结构中铝合金的晶粒尺寸为1μm～25μm。

3.根据权利要求1所述的硅铝双连续复合材料，其特征是，所述的硅铝双连续复合材料的制成是采用纯铝粉、纯铜粉和纯镁粉按照纯铜粉占上述三种总的混合粉末的质量分数2wt.％～4.5wt.％和纯镁粉占上述三种总的混合粉末的质量分数0wt.％～1.5wt.％进行铝合金的配比；再将铝铜或铝铜镁混合粉末与硅粉按照铝铜或铝铜镁混合粉末与硅粉的质量比1∶0.56～3.4均匀混合制成铝铜硅或铝铜镁硅混合粉末，以使硅的体积分数为40vol.％～80vol.％；经冷等静压成型，高温除气处理，热等静压致密化，得到完全致密的复合材料坯锭。

4.根据权利要求3所述的硅铝双连续复合材料，其特征是，所述的纯铝粉、纯铜粉、纯镁粉的平均粒径分别为3.5μm～25μm、1μm～10μm、10～25μm；硅粉平均粒径为1μm～50μm。

5.根据权利要求3或4所述的硅铝双连续复合材料，其特征是，所述的硅粉表面涂覆一层选自Cu和Ni金属薄膜及SiO₂和Si₃N₄陶瓷薄膜中的任意一种，所形成的薄膜的厚度为2nm～40nm。

6.一种硅铝双连续复合材料的制备方法，其特征是，采用粉末冶金工艺制备硅含量为40vol.％～80vol.％，铝合金含量为20vol.％～60vol.％的复合材料坯锭，具体实施步骤包括：

(1)将纯铝粉、纯铜粉和纯镁粉按照纯铜粉占上述三种混合粉末的质量分数2wt.％～4.5wt.％和纯镁粉占上述三种混合粉末的质量分数0wt.％～1.5wt.％的比例均匀混合制成铝铜或铝铜镁混合粉末，再将铝铜或铝铜镁混合粉末与硅粉按照铝铜或铝铜镁混合粉末与硅粉的质量比1∶0.56～3.4均匀混合制成铝铜硅或铝铜镁硅混合粉末，以使硅的体积分数为40vol.％～80vol.％；其中，所述的硅粉经过表面处理，使硅粉颗粒表面形成一层薄膜；

(2)将混合粉末进行冷等静压成型，制成冷等静压成型的坯锭；

(3)将冷等静压成型的坯锭进行高温除气处理；

(4)将冷等静压成型并高温除气后的坯锭进行热等静压致密化，得到完全致密的复合材料坯锭；

(5)将热等静压致密化的复合材料坯锭经常规机械加工形成复合材料零部件。

7.如权利要求6所述的硅铝双连续复合材料的制备方法，其特征是：所述的步骤(1)中所使用的未经表面处理的硅粉平均粒径为1μm～50μm；所使用的纯铝粉、纯铜粉、纯镁粉的平均粒径分别为3.5μm～25μm、1μm～10μm、10～25μm。