[发明专利]一种短切碳纤维增强镁铝基复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种短切碳纤维增强镁铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供碳化锆粉末以及碳化硅粉末；对碳化锆粉末以及碳化硅粉末进行球磨，得到第一混合粉末；对第一混合粉末进行冷等静压，得到第一增强颗粒块体；对第一增强颗粒块体进行真空热处理，得到第二增强颗粒块体；将镁铝金属锭以及第二增强颗粒块体放入真空加热炉中进行复合热处理，得到颗粒增强镁铝金属液；提供短切碳纤维，并对短切碳纤维进行预热；对颗粒增强镁铝金属液进行半固态搅拌，在半固态搅拌的过程中，向颗粒增强镁铝金属液中加入经过预热的短切碳纤维，得到短切碳纤维增强镁铝金属液；使用短切碳纤维增强镁铝金属液进行浇注，得到短切碳纤维增强镁铝基复合材料。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种短切碳纤维增强镁铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

镁铝合金是合金中的一种，一般密度在1.8g·cm^-3左右，镁和铝的合金的低密度使其比性能提高。镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性。目前镁铝合金通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。银白色的铝镁合金外壳可使产品更豪华、美观，易于上色，并且可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。但是普通镁铝合金的性能已经渐渐的不能满足工业需求。

为了提高镁铝合金的力学性能，比较好的方法是向镁铝合金中加入第二相粒子，例如TiC颗粒，Mg₂Si系颗粒等等，这些粒子能够起到弥散强化的作用。但是众所周知的是，镁铝合金加工难度较大，如何能够将这些粒子均匀加入镁铝合金是本领域长期存在的技术难题。现有技术中已经开发了原位法将第二相粒子加入镁铝合金，但是这种现有技术仍然存在一定缺陷：1、现有技术的方法只能保证在镁铝合金中加入TiC颗粒，Mg₂Si系颗粒等，无法加入其它体系的颗粒；2、现有技术的原位法只能降低加入颗粒的难度，但是无法大幅度提高镁铝合金的力学性能。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种短切碳纤维增强镁铝基复合材料及其制备方法，从而克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种短切碳纤维增强镁铝基复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：提供碳化锆粉末以及碳化硅粉末；对碳化锆粉末以及碳化硅粉末进行球磨，得到第一混合粉末；对第一混合粉末进行冷等静压，得到第一增强颗粒块体；对第一增强颗粒块体进行真空热处理，得到第二增强颗粒块体；将镁铝金属锭以及第二增强颗粒块体放入真空加热炉中进行复合热处理，得到颗粒增强镁铝金属液，复合热处理的工艺为：热处理气压0.01-0.03Pa，热处理温度为750-850℃，升温速率为70-100℃/min，保温时间为2-3h，其中，在将第二增强颗粒块体放入真空加热炉时，第二增强颗粒块体的温度不低于800℃；提供短切碳纤维，并对短切碳纤维进行预热；对颗粒增强镁铝金属液进行半固态搅拌，在半固态搅拌的过程中，向颗粒增强镁铝金属液中加入经过预热的短切碳纤维，得到短切碳纤维增强镁铝金属液；使用短切碳纤维增强镁铝金属液进行浇注，得到短切碳纤维增强镁铝基复合材料。

优选地，上述技术方案中，以体积百分比计，碳化锆粉末占颗粒增强镁铝金属液的2-4％，碳化硅粉末占颗粒增强镁铝金属液的2-4％。

优选地，上述技术方案中，球磨工艺为：转速为700-1000r/min，球磨时间为2-4h。

优选地，上述技术方案中，真空热处理工艺为：热处理温度为800-1000℃，气压为0.01-0.03Pa，热处理时间为2-3h。

优选地，上述技术方案中，以体积百分比计，短切碳纤维占颗粒增强镁铝金属液的2-4％。