[发明专利]具有微米量级层状结构Al2

说明书

一种具有微米量级层状结构Al₂O₃/Al复合板的制备方法，通过在铝箔的表面进行微弧氧化处理获得Al₂O₃层，形成外部为Al₂O₃层内部为Al层的夹芯Al₂O₃预制片；然后在夹芯Al₂O₃预制片的表面进一步进行物理气相沉积镀膜处理，形成两表面都镀有双层薄膜的夹芯Al₂O₃预制片；最后将若干表面都镀有双层薄膜的夹芯Al₂O₃预制片与若干铝箔交替重叠放置并通过真空热压和限位熔固处理，得到Al₂O₃/Al复合板。本发明通过可控的Al₂O₃层和Al层的厚度比可获得覆盖金属基至陶瓷基的层状复合材料，特别是能够实现复合材料中Al层和Al₂O₃层界面间的高强度连接。

技术领域

本发明涉及的是一种复合材料领域的技术，具体是一种具有微米量级层状结构Al₂O₃/Al相互交替重叠形成的多层结构板状材料制备方法。

背景技术

Al基复合材料因具轻质高强等诸多性能优势得到越来越多的应用，已从航空航天等军事应用向包括交通工具轻量化在内的诸多领域迅速拓展，其中SiC颗粒增强的SiC_p/Al基复合材料是这类材料的典型代表。然而，这类微米量级颗粒增强的Al基复合材料在应用上存在颗粒增强体体积分数提高后压力加工成型性迅速降低的不足，难以满足许多应用需要厚度较低的板状材料的要求。

另一方面，陶瓷的低韧性限制了其在许多领域的应用，采用与金属相互交替重叠形成陶瓷/金属层状结构的陶瓷基复合材料是一种提高韧性的有效方法。降低陶瓷层的厚度和实现陶瓷与金属界面的无反应过渡层高强度结合是获得这类复合材料并提高韧性的关键。然而，现有技术都难以获得同时兼顾这两个关键的陶瓷基复合材料。

Al₂O₃和Al都是重要的工程材料：Al₂O₃的诸多性能优势使其成为应用最广泛的结构陶瓷之一，而Al的轻质高强特征也使其成为应用最广泛的金属之一。特别是，对于Al₂O₃陶瓷，Al是极少有能够与其润湿而不产生界面反应过渡层并实现高强度界面结合的金属，成为重要的复合材料体系，由它们组成的Al₂O₃/Al层状结构复合材料板也因可以获得优异的性能而备受关注。但是，在目前Al₂O₃/Al层状结构复合材料板的制备技术中，仍缺乏能够同时兼顾将Al₂O₃陶瓷层的厚度降低至微米量级并实现Al₂O₃和Al界面高强度有效结合的制备方法。

发明内容

本发明针对现有技术无法同时兼顾Al₂O₃陶瓷层的厚度降低至微米量级和实现Al₂O₃和Al界面高强度有效结合的不足，提出一种具有微米量级层状结构Al₂O₃/Al复合板的制备方法，通过可控的Al₂O₃层和Al层的厚度比可获得覆盖金属基至陶瓷基的层状复合材料的同时能够实现Al层和Al₂O₃层间的高强度连接。

本发明是通过以下技术方案实现的：