[发明专利]一种铝-钛铝金属间化合物-氧化铝复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取厚度均匀的纯铝片，除去表面的杂质、氧化膜和油污，得到铝片A；将氧化钛纳米颗粒分散在乙醇中，超声震荡均匀，得到氧化钛-乙醇悬浊液；其中，纯铝片的厚度为0.10-0.25mm，氧化钛纳米颗粒的平均粒径为55nm；

(2)将氧化钛-乙醇悬浊液均匀涂覆在水平放置的铝片A朝上一面，静置至乙醇完全挥发，得到涂有氧化钛层的铝片B；将N片氧化钛层朝向一致的铝片B重叠，然后在暴露在外的氧化钛层外加一片铝片A，最后用铁丝固定两端，得到样品C；其中，样品C中氧化钛纳米颗粒的体积分数为x，x＝6.7-13.9％，N为大于2的整数；

(3)对样品C进行轧制，每一次轧制完成后都将铝片沿轧制方向对折，然后再进行轧制，每一次轧制后样品在厚度方向上的平均压下量为50％；

(4)对步骤(3)得到的样品重复步骤(3)的工艺，轧制完成后，氧化钛纳米颗粒在铝基体中分散均匀，得到Al-TiO₂复合材料预制体；

(5)将Al-TiO₂复合材料预制体加热至400-650℃，无氧条件下进行烧结，烧结压力为60-120MPa，烧结时间为5-10min；

(6)将经步骤(5)处理后的Al-TiO₂复合材料预制体加热至670-900℃，无氧条件下进行烧结，烧结压力为4-10MPa，保温时间为5-7min，然后将压力提高到40～110MPa，再保温1-3min，得到Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料，所述Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料中TiAl₃颗粒和Al₂O₃颗粒的总体积分数为x的3.6-9.9倍。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中采用工业轧机进行轧制，轧制速度为187mm/min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中重复步骤(3)的工艺20-30次。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中烧结温度为550℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中烧结温度为700℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，无氧条件下进行烧结时，先在烧结压力为8-10MPa条件下保温5-7min，然后将烧结压力提高到75-85MPa保温1-3min。

7.一种Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料，其特征在于：由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料，其特征在于：TiAl₃颗粒和Al₂O₃颗粒的总体积分数为81.5％。

9.权利要求7或8所述的Al-TiAl₃-Al₂O₃复合材料在汽车、航空航天、电子、光学仪器、体育用品领域中的应用。