[发明专利]一种陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料，其特征在于：结构为金属基体（2）中均匀分散有球状复合材料（3），球状复合材料（3）的结构是金属基体（2）中均匀分散有陶瓷颗粒（1）。

2.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料，其特征在于：所述金属基体（2）为铸钢、铸铁、Al合金、Cu合金、Zn合金、Mg合金、Ti合金或Ni合金中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料，其特征在于：所述陶瓷颗粒（1）为A1₂O₃、ZrO₂、SiO₂、SiC、B₄C、Si₃N₄、TiN或TiB₂中的一种或几种任意比例混合物，其颗粒直径为10微米～500微米，分布在球状复合材料（3）中的体积分数为10%～70%。

4.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料，其特征在于：所述球状复合材料（3）的直径为1毫米～10毫米，分布在金属基体中的体积分数为10%～70%。

5.一种如权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤包括：

（1）陶瓷颗粒球的制备：将陶瓷颗粒均匀分散于粘接剂溶液中，其中粘结剂为陶瓷颗粒质量的10～40wt%，然后将混合物浇注到直径为1微米～10毫米的球形模具中，干燥脱模后在100℃～1200℃条件下焙烧30分钟～2小时，随炉冷却，获得具有较好强度的陶瓷颗粒球；

（2）预制体的制备：将陶瓷颗粒球与粘结剂按照粘结剂为陶瓷颗粒质量的3～10wt%的比例球磨混合均匀，并压制成预制体；

（3）将预制体在100℃～1200℃的条件下焙烧30分钟～2小时，然后置于所需形状的模具中，浇注金属基体熔融液，并采用重力铸造、负压铸造或挤压铸造方法，使得金属液浸渗到陶瓷颗粒球之间的间隙以及陶瓷颗粒球内部间隙中，最终制得致密的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合材料。

6.根据权利要求5所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘接剂溶液为模数为1.5～3的水玻璃溶液、浓度为10%～40%的硅溶胶、浓度为5%～20%的偏磷酸铝溶液、含水量为5%～30%的水泥、浓度为10%～20%的聚乙烯醇溶液或浓度为5%～20%的淀粉溶液的一种或几种任意比例混合物。

7.根据权利要求5所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥是在常温条件下放置24小时以上。

8.根据权利要求5所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨混合时间为30分钟～2小时，球磨速度为20～300r/min。

9.根据权利要求5所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基体复合材料的制备方法，其特征在于：所述压制的压力为5～40MPa。