[发明专利]一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备方法及装置

权利要求书

1.一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备方法，首先将孔隙率20-80%的碳化硅多孔预制坯装配于模具中，高温脱气后填充熔融金属铝液或合金铝液，然后进行冷却固化并脱模，其特征在于，在模具的外壁上包裹保温层，并在冷却固化时使用导热装置对外壁上包裹有保温层的模具内熔融金属铝液或合金铝液进行定向快速导热凝固，使熔融金属铝液或合金铝液以导热装置所接触的导热处为固化起点逐渐固化。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

导热装置所接触的导热处降温速度200℃/min～900℃/min，保温层包裹处的降温速度不超过100℃/min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

装配预制坯及填充铝液的过程如下：

a)将孔隙率20-80%的碳化硅多孔预制坯进行表面处理，置于模具中，然后将模具固定在真空压力渗铝炉中，升温至600-800℃保温2-6小时；

b)将上述保温处理的多孔SiC预制坯，在真空环境下脱气，脱气温度500-800℃，脱气时间0.1-2小时；炉内脱气压力0.01-100Pa；

c)通过外加压力、毛细压力和冷却收缩力共同作用使熔融金属铝液或合金铝液充分渗入到碳化硅多孔预制坯的孔隙之中，在铝熔体或合金铝熔体渗入多孔SiC的过程中，整个体系继续在600-800℃温度下保持0.1-15分钟以保证微孔中充满铝熔体或合金铝熔体。

4.一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备装置，包括用于容纳碳化硅多孔预制坯的模具，其特征在于，所述的模具外壁上包裹有保温层，还包括用于定向冷却熔融金属铝液或合金铝液的导热装置，所述的导热装置设置于模具内或紧贴模具外壁。

5.根据权利要求4所述的一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备装置，其特征在于，所述的模具为立方体，模具各面外壁上包裹有保温层，所述的导热装置紧贴模具的其中一面外壁设置。

6.根据权利要求4所述的一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备装置，其特征在于，所述的模具为管状体，模具圆柱外壁上包裹有保温层，导热装置穿入至模具轴线部位设置。

7.根据权利要求4所述的一种高体积分数高强度铝碳化硅复合材料的制备装置，其特征在于，所述的模具为半球壳体，模具壳体外侧壁上包裹有保温层，导热装置紧贴壳体内侧壁设置。