[发明专利]一种TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括在纳米TiC添加前、中、后分别采取的不同的工艺步骤：

步骤1，在添加纳米TiC之前，对纳米颗粒进行封装，将TiAl母合金锭放入水冷坩埚内，抽真空并充高纯氩气；

步骤2，在添加纳米TiC过程中，首先升功率至使母合金完全熔化，然后降功率至使合金液面基本呈平面，加入封装的纳米颗粒，待约90%的颗粒卷入合金液后，升功率直到合金液面不存在漂浮的纳米颗粒；

步骤3，待合金液面上不存在漂浮的颗粒后，升功率，进行电磁搅拌，然后停功率并随炉冷却；将冷却后的铸锭翻转再次放入坩埚，抽真空并充高纯氩气；然后再次升功率，进行电磁搅拌后停功率随炉冷却，于此，制备出TiAl/TiC纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1对纳米颗粒进行封装是用铝箔对TiC纳米颗粒进行封装，然后将将封装的TiC放入布料斗。

3.根据权利要求1所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤1，抽真空至5.5×10^-3 Pa ~6.0×10^-2Pa，充高纯氩气至400Pa~500Pa。

4.根据权利要求1所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤2首先升功率至95~105kw使TiAl母合金完全熔化；然后降功率至35~45kw使合金液面呈平面。

5.根据权利要求1所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2，约90%的颗粒卷入合金液后，升功率至55~65kw，直至合金液面上不存在漂浮的颗粒。

6.根据权利要求1所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3，待合金液面上不存在漂浮的颗粒后，升功率至95~105kw，电磁搅拌5~7min；冷却后的铸锭翻转再次放入坩埚后，再次升功率至95~105kw，再次电磁搅拌5~7min，然后停功率随炉冷却。

7.根据权利要求1-6其中之一所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤1，放入水冷坩埚内的TiAl母合金的成分为Ti(43-47)at.%Al(0-10)at.%Nb，纳米TiC的添加量为1wt.%-5wt.%。

8.根据权利要求7所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

在步骤1，TiC纳米颗粒按1wt.%配比称量，将Ti43at%Al母合金锭放入坩埚内，将炉内真空抽至6.0×10^-2 Pa，充高纯Ar至400Pa；

在步骤2，升电磁功率至95kw，母合金完全熔化后降低功率至35kw；待90%的纳米颗粒完全卷入合金液后，升功率至55kw；

在步骤3，待合金液面不存在漂浮颗粒后，升功率至95kw，电磁搅拌7min；取出铸锭并翻转再次放入坩埚内，将炉内真空抽至6.0×10^-2 Pa，充氩气至400Pa；快速提升功率至95kw，电磁搅拌7min，停功率随炉冷却。

9.根据权利要求7所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，

在步骤1，TiC纳米颗粒按5wt.%配比称量，将Ti45at.%Al10at.%Nb的母合金锭放入坩埚内，将炉内真空抽至8.0×10^-3 Pa，充高纯Ar至450Pa；

在步骤2，升电磁功率至100kw，母合金完全熔化后降低功率至40kw；待90%的纳米颗粒完全卷入合金液后，升功率至60kw；

在步骤3，待合金液面不存在漂浮颗粒后，升功率至100kw，电磁搅拌6min；取出铸锭并翻转再次放入坩埚内，将炉内真空抽至8.0×10^-3 Pa，充氩气至450Pa；快速提升功率至100kw，电磁搅拌6min，停功率随炉冷却。

10.根据权利要求7所述的TiAl/TiC纳米复合材料的制备方法，其特征在于，

在步骤1，TiC纳米颗粒按10wt.%配比称量，将Ti47at%Al母合金锭放入坩埚内，将炉内真空抽至5.5×10^-3 Pa，充高纯Ar至500Pa；

在步骤2，升电磁功率至105kw，母合金完全熔化后降低功率至45kw；待90%的纳米颗粒完全卷入合金液后，升功率至75kw；

在步骤3，待合金液面不存在漂浮颗粒后，升功率至105kw，电磁搅拌5min；取出铸锭并翻转再次放入坩埚内，将炉内真空抽至5.5×10^-3 Pa，充氩气至500Pa；快速提升功率至105kw，电磁搅拌5min，停功率随炉冷却。