[发明专利]微纳米颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种微纳米颗粒增强铝基复合材料，以铝或其合金为基体材料，其特征在于：所述铝基复合材料还包含1wt％～10wt％的碳化硅/氧化铝复合材料；

所述碳化硅/氧化铝复合材料均匀分散在基体材料中，其主要由粒径1～200μm的碳化硅颗粒以及弥散分布的纳米氧化铝颗粒组成，其中纳米氧化铝颗粒有由均匀包裹在碳化硅颗粒表面的纳米氧化铜颗粒与基体合金铝热反应生成。

2.根据权利要求1所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料，其特征在于，所述铝合金为铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系铸造合金中的任意一种。

3.一种微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1.取粒径为1～200μm的碳化硅粉末加入到含0.1～25mol/L Cu²⁺的铜盐溶液中，至碳化硅颗粒与铜离子的摩尔比为0.5～3，搅拌均匀得到悬浮液，再向该悬浮液中加入碱性溶液，形成混合反应溶液，并在温度为10～80℃的条件下持续搅拌反应10～120min，而后过滤混合反应溶液，取滤出物烘焙、研磨成粉体，制得碳化硅/氧化铜复合粉体；

S2.取1～10wt％上述碳化硅/氧化铜复合粉体加入精炼铝液中，在保温条件下持续搅拌均匀，随后升温至780～1400℃使复合粉体与铝熔体铝热反应5～80min后，将获得的复合熔融体铸造成型，得到微纳米颗粒增强铝基复合材料。

4.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为由浓度在5～70mol/L的碱性物质形成的溶液，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中是在温度为100～500℃的条件下烘焙滤出物2～30h。

7.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中是以真空抽滤方式处理混合反应溶液从而分离出滤出物的。

8.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述精炼铝液是采用如下工艺制备的： 

将铝或其合金熔化后，加入0.01～1wt％通用变质剂和0.1～5wt％六氯乙烷进行变质精炼，其后扒渣，并在温度为600～800℃的条件下保温待用；

所述铝合金为铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系铸造合金中的任意一种。

9.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中是在600～900℃的保温条件下持续搅拌碳化硅/氧化铜复合粉体和精炼铝液的混合物10～90min，搅拌速度为400～800rpm。

10.根据权利要求3所述的微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中复合熔融体的铸造温度控制在600～1000℃。