[发明专利]一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法

权利要求书

1.一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：将经过预热的固体反应物加入到处于近液相线温度的铝合金中，固体反应物与铝合金在锥形混合器的驱动下从锥形混合器的外壁进入内腔，通过锥形混合器的旋转研磨进行混合，由锥形混合器顶部流出，混合均匀的固体反应物与铝合金混合料在高温区进行化学反应，反应得到的铝基复合材料浆料进入收集熔池，加入适量的稀土元素，并通过超声分散保证复合材料浆料中原位纳米颗粒均匀分布。

2.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的经过预热的固体反应物，是指经过250～300℃、30～50min加热处理的能在铝合金熔体中生成氧化物、碳化物、硼化物的反应物粉末，加入量按生成体积分数2～5％的原位增强颗粒计算。

3.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的处于近液相线温度的铝合金，是指温度处于液相线温度附近正负10℃范围内的铝合金。

4.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的锥形混合器，是指采用氧化钇增韧氧化铝陶瓷制作的混合器，由内腔为漏斗形的底座和放置在底座内的锥形旋转部分组成，整个混合器除驱动旋转轴外均埋入铝熔体中，工作时由驱动旋转轴带动锥形旋转部分旋转，其旋转方向与底座上通孔切入底座的方向一致，在将固体反应物与铝合金的混合物通过底座上的通孔吸入的同时实现研磨混合；所述的内腔为漏斗形的底座，是指内壁为漏斗形，侧壁上开有一组直径8～12mm通孔的底座，这些通孔均匀分布在同一高度的圆周上，通孔中心离底座底部30～50mm，通孔平行于底座底部且以20～30°的切入角切入内壁，在内壁圆周上相邻孔之间的间距为20～30mm。

5.如权利要求4所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的锥形旋转部分，是指主体为外形与内腔为漏斗形的底座配合的锥形体，其上端连有用于驱动旋转的驱动旋转轴。

6.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的在高温区进行化学反应，是指在温度为850～900℃的高温加热管内进行固体反应物与铝合金之间的化学反应，反应时间为5～10min。

7.如权利要求6所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的高温加热管，是指采用耐高温韧性陶瓷材料制作的内腔有效长度为800～1000mm、宽50～100mm、高10～15mm的矩形管。

8.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的进入收集熔池，是指反应获得的复合材料浆料通过封闭溜槽进入到复合材料熔池。

9.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的加入适量的稀土元素，是指加入占铝基复合材料浆料质量0.03～0.06％的Ce、Y、La或混合稀土。

10.如权利要求1所述的一种改善铝基复合材料中原位纳米颗粒分布的方法，其特征在于：所述的超声分散，是指采用500～2000W、频率为10～20KHz的功率超声对复合材料浆料进行分散，同时通过电磁搅拌方式保持浆料流动；所述的通过电磁搅拌方式，是指通过交变电磁场实现铝基复合材料浆料的流动，交变电流强度为10～30A，连续工作。