[发明专利]一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：

一、制备多孔陶瓷包覆镁合金熔体的结合体：将多孔陶瓷粉加热至400℃～600℃，然后将液态镁合金浸入到400℃～600℃的多孔陶瓷粉中，再进行交频超声耦合热压快速成型，自然冷却至室温，得到多孔陶瓷包覆镁合金熔体的结合体；

所述的400℃～600℃的多孔陶瓷粉与液态镁合金的质量比为1:(1.5～2)；

步骤一中所述的交频超声耦合热压快速成型的方法如下：在超声功率为600W～1800W、热压温度为300℃～480℃和压强为300MPa～500MPa的条件下同时进行第一级超声和热压成型6min～20min，然后在超声功率为500W～1200W、热压温度为300℃～480℃和压强为300MPa～500MPa的条件下同时进行第二级超声和热压成型3min～18min，且所述的第二级超声的功率小于第一级超声的功率；

二、将步骤一得到的多孔陶瓷包覆镁合金熔体的结合体加热至300℃～400℃，然后加入到半固态的镁合金熔体中，进行交频超声振动作用下的升温机械搅拌，得到液态镁合金复合材料，随后进行交频超声耦合热压快速成型，得到多孔陶瓷增强镁基复合材料；

所述的半固态的镁合金熔体的成分与步骤一中的液态镁合金的成分相同；

所述的步骤一得到的多孔陶瓷包覆镁合金熔体的质量为半固态的镁合金熔体的质量的1％～30％；

所述的交频超声振动作用下的升温机械搅拌的步骤如下：在超声功率为600W～1800W、温度为700℃～780℃和机械搅拌速率为500rpm～1700rpm的条件下同时进行第一级超声和高温机械搅拌10min～40min，然后在超声功率为800W～1200W、温度为700℃～780℃和机械搅拌速率为500rpm～1700rpm的条件下同时进行第二级超声和高温机械搅拌8min～15min，且所述的第二级超声的功率小于第一级超声的功率；

步骤二中所述的交频超声耦合热压快速成型的方法如下：在超声功率为600W～1800W、热压温度为300℃～460℃和压强为300MPa～500MPa的条件下同时进行第一级超声和热压成型3min～20min，然后在超声功率为400W～1200W、热压温度为300℃～460℃和压强为300MPa～500MPa的条件下同时进行第二级超声和热压成型5min～20min，且所述的第二级超声的功率小于第一级超声的功率。

2.根据权利要求1所述的一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的多孔陶瓷粉为α–SiC多孔陶瓷粉和α–Al₂O₃多孔陶瓷粉中的一种或两种的混合物；所述的α–SiC多孔陶瓷粉的粒径为50μm～300μm，孔径为15μm～35μm，气孔率为40％～70％；所述的α–Al₂O₃多孔陶瓷粉的粒径为30μm～300μm，孔径为15μm～35μm，气孔率为40％～70％。

3.根据权利要求1所述的一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的液态镁合金为镁合金AZ91。

4.根据权利要求3所述的一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的镁合金AZ91按质量分数是由为9％的Al、0.7％的Zn和90.3％的Mg组成。

5.根据权利要求1所述的一种交频超声耦合热压浸渗多孔陶瓷增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的步骤一得到的多孔陶瓷包覆镁合金熔体的质量为半固态的镁合金熔体的质量的5％～20％。