[发明专利]铝基复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供至少一增强相材料层与一铝层；将所述至少一增强相材料层设置在所述铝层的至少一表面，形成一第一复合结构；轧制所述第一复合结构形成第二复合结构；反复折叠‑轧制所述第二复合结构形成所述铝基复合材料。另外，本发明还涉及一种采用所述铝基复合材料的制备方法形成的铝基复合材料。

技术领域

本发明涉及金属基复合材料制备技术领域，尤其涉及一种铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

铝作为一种轻质金属材料，具有密度低、高电导率、高热导率的性能优势，但是其强度一般比较低；发展铝基复合材料是获得具有轻质、高导、高强等综合性能金属材料的重要思路。铝基复合材料作为具有广阔应用前景的工业金属材料，其应用领域涉及到输电导线、传热散热、汽车结构件、航空航天等方面。在输电导线领域，高强、高导、轻质、低成本铝的使用将有效的降低输电成本、节约能源资源；在传热散热领域，轻质、高导、高强铝在电路散热等领域具有特殊的成本优势；在汽车结构件及航空航天领域，轻质铝基复合材料的使用将有效降低质量，提高能源利用率。因此发展轻质、高强、高导的铝基复合材料具有重大的实际意义。

铝基复合材料的性能主要取决于铝基体中的增强体的种类及含量、增强体的分散状态及其与铝基体的界面结合状态。当前常见的的铝基复合材料增强体主要包括：硬质化合物(金属间化合物、碳化物、氮化物、氧化物等)及纳米碳材料(碳纳米管、石墨烯等)。对于硬质化合物，其体积分数一般需要达到较高的值才能够实现较优的强化效果，获得高强度铝基复合材料。由于化合物增强相的密度较高、导电性能很差，而且其与铝基体的界面结合性很差，高体积分数的增强相的加入，会严重牺牲铝基复合材料低密度、高电导率的性能特点及性能要求。对于纳米碳材料，虽然其密度低、导电性能优异，但是其在铝基体易发生团聚现象，而且与铝基体的界面结合状态较差。此外，制备高性能纳米碳材料增强的铝基复合材料一般用到的设备昂贵、成本较高、操作复杂。因此，纳米碳材料增强的铝基复合材料的发展也遇到的难以解决的实际问题。由此，发展新的增强体获得高性能铝基复合材料将具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够降低成本且操作简单的铝基复合材料的制备方法。

一种铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供至少一增强相材料层与一铝层；

S2，将所述至少一增强相材料层设置在所述铝层的至少一表面，形成一第一复合结构；

S3，轧制所述第一复合结构形成第二复合结构；

S4，反复折叠-轧制所述第二复合结构形成所述铝基复合材料。

一种采用所述的铝基复合材料的制备方法形成的铝基复合材料，其特征在于，由至少一增强相材料层与一铝层组成，所述至少一增强相材料层包括多个增强相薄片，所述多个增强相薄片至少部分均匀分布在所述铝层中。

与现有技术相比较，本发明提供的铝基复合材料的制备方法采用反复折叠轧制的方法制备铝基复合材料，该铝基复合材料的制备过程方便高效，无需复杂昂贵设备，成本较低，可在室温下进行，实现铝基复合材料的快速制备，整个制备过程操作简单。

附图说明

图1是本发明实施例提供的铝基复合材料的制备方法的流程示意图。

图2是本发明实施例1中反复“折叠-轧制”所述第二复合结构8次形成的铝基复合材料在轧制方向截面的SEM照片。

图3是本发明实施例1中反复“折叠-轧制”所述第二复合结构10次形成的铝基复合材料在轧制方向截面的SEM照片。

图4是本发明实施例1中反复“折叠-轧制”所述第二复合结构6次和12次形成的铝基复合材料的XRD图谱。