[发明专利]一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是：首先采用气氛热处理技术，在片状金属粉末的表面原位反应生成一层纳米陶瓷薄膜，然后再采用粉末冶金技术进行致密化处理，获得大块密实的金属基复合材料；

具体包括以下步骤：

(1)制备片状金属粉末：采用球磨技术，将原料金属粉末加工成厚度为50-1000nm的片状金属粉末；

(2)气氛热处理：在特定反应性气氛下对上述片状金属粉末进行热处理，在片状金属粉末表面原位生成一层厚度为5-100nm的陶瓷薄膜，得到片状陶瓷/金属粉末；

(3)致密化处理：采用粉末冶金技术，对上述片状陶瓷/金属粉末进行致密化处理，即得到密实的大块金属基复合材料。

2.根据权利要求1所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的原料金属粉末，选自Al、Cu、Mg、Ti、Fe、Ni纯金属及其合金中的一至多种。

3.根据权利要求1所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的陶瓷薄膜为所述原料金属的氧化物、碳化物、氮化物、氮氧化物、碳氮化物中的一至多种。

4.根据权利要求1所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的反应性气氛为氧气、氮气、氨气、甲烷、乙炔、乙醇、空气、天然气中的一种，或者上述多种气体的混合气体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的气氛热处理温度为所述原料金属粉末熔点的0.9倍以下，通过气-固反应在片状金属粉末表面生成陶瓷薄膜。

6.根据权利要求5所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述热处理温度选择为原料金属粉末熔点的0.4倍。

7.根据权利要求1-4任一项所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的片状陶瓷/金属粉末的厚度为100-500nm，其中陶瓷薄膜厚度为5-20nm。

8.根据权利要求1-4任一项所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的原料金属粉末的颗粒形状，是球形、椭球形、或树枝状。

9.根据权利要求8所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的原料金属粉末选择雾化法制备的球形金属粉末。

10.根据权利要求1-4任一项所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的球磨为湿法球磨，通过加入溶剂改善对片状金属粉末的形状调控，所述的溶剂选自乙醇、甲醇、溶剂油、石油醚、水中的一至多种，其中加入钛酸酯、硬脂酸、咪唑啉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一至多种作为助磨剂。

11.根据权利要求10所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，对于易与水反应的金属，选用乙醇作溶剂，选用钛酸酯作助磨剂；对于不易与水反应的金属，选用去离子水作溶剂，选用水溶性咪唑啉作助磨剂。

12.根据权利要求1-4任一项所述的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是，所述的致密化处理为，先采用模压或等静压制备粉末压坯，然后再进行烧结、热压、热等静压、热挤压、热锻、热轧中的一至多种。