[发明专利]一种梯度金属陶瓷复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度金属陶瓷复合材料，其特征是，所述的梯度金属陶瓷复合材料是由FeNiCr/NiAl金属相和TiC/TiB₂陶瓷相共同组成，且沿纵向厚度方向，所述的梯度金属陶瓷复合材料中的FeNiCr/NiAl金属相与TiC/TiB₂陶瓷相的含量呈连续梯度变化，一侧的表面为FeNiCr/NiAl金属相，另一侧的表面为FeNiCr/NiAl/TiC/TiB₂金属陶瓷相，且所述另一侧的表面中的TiC/TiB₂陶瓷相的体积分数为93％≤体积分数＜100％。

2.根据权利要求1所述的梯度金属陶瓷复合材料，其特征是，所述的FeNiCr/NiAl金属相中的FeNiCr形成三维网状编织结构，嵌入在三维网状编织结构中的NiAl晶粒的平均晶粒尺寸为50～100nm。

3.一种根据权利要求1或2所述的梯度金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)配制反应剂

以Al、Fe₂O₃、NiO、Cr₂O₃、Ti、C和CB₄的粉末为原料，将上述粉末原料混合均匀并充分干燥，制得反应剂；其中，反应剂中各粉末原料之间的摩尔比为：

Al∶Fe₂O₃∶NiO∶Cr₂O₃＝(2.3+2x)∶1∶0.3∶x，x＝0.1～0.3；

Ti∶C∶CB₄＝(1+3y)∶1∶y，y＝0.5～1；

Al、Fe₂O₃、NiO和Cr₂O₃的质量总和在反应剂中所占的质量百分数为50～80％；

(2)超重力场中燃烧合成

将步骤(1)配制好的反应剂压制成孔隙率为45～65％的粉末压坯后装入石墨坩埚，并置于超重力场中，以电热点火方式诱发反应剂之间发生剧烈燃烧反应；反应完成后，得到的产物自然分离为两层，上层为氧化铝，下层为梯度金属陶瓷复合材料，剥离上层的氧化铝，得到所述的梯度金属陶瓷复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的FeNiCr/NiAl金属相中的FeNiCr形成三维网状编织结构，嵌入在三维网状编织结构中的NiAl晶粒的平均晶粒尺寸为50～100nm。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的超重力场是通过高速离心产生，其加速度为10000～50000m²/s。