[发明专利]一种SiC/Al复合粉体及SiC/Al复合粉体的制备工艺

说明书

本发明公开了一种SiC/Al复合粉体及SiC/Al复合粉体的制备工艺，所述SiC/Al复合粉体由铝合金及SiC纳米颗粒组成。本发明的目的在于克服现有增强工艺的不足，通过原位合成工艺能在低温下制备出SiC/Al复合粉体材料。该材料获得的增强体SiC尺寸小，与Al有很好的润湿性，未发现界面反应，是一种优异的合金增强体材料，且该方法工艺简单，成本低，易于进行规模化生产。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种SiC/Al复合粉体及SiC/Al复合粉体的制备工艺。

背景技术

Al基复合材料具有高比强度，比模量，良好的导热性，低到中的膨胀系数，已经在航空航天，高速运输，汽车，等领域得到广泛引用，SiC/Al复合材料更加优异的强度，模量，耐磨损性能，是迄今为止研究最多，也是最为成功的一类Al基复合材料。而随着载人航空航天，高铁，汽车等行业快速发展的热切需求，更高比强度，比模量的Al基复合材料迫切需要开发。

现有SiC/Al复合材料的制备工艺主要采用固相法和液相法。固相法主要有固态扩散法，粉末冶金法，物理气相沉积等工艺；液相法主要有搅拌铸造，浸渗法；喷射沉积法，原位合成等工艺。不论何种工艺，决定SiC/Al复合材料性能的因素是界面反应，界面润湿性和增强体形态及尺寸。现有技术大多采用外加SiC的工艺进行，而外加SiC易于基体反应，界面润湿性不佳，小尺寸易团聚等缺陷。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种SiC/Al复合粉体及SiC/Al复合粉体的制备工艺，目的在于克服现有增强工艺的不足，通过原位合成工艺能在低温下制备出SiC/Al复合粉体材料。该材料获得的增强体SiC尺寸小，与Al有很好的润湿性，未发现界面反应，是一种优异的合金增强体材料，且该方法工艺简单，成本低，易于进行规模化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种SiC/Al复合粉体，所述SiC/Al复合粉体由铝合金及SiC纳米颗粒组成。

优选的，所述SiC纳米颗粒由C和Si粉按以下反应式组成：C+Si→SiC。

优选的，所述C采用酚醛树脂裂解C；所述Si粉采用99.5％的Si粉。

优选的，所述铝合金由以下配比：Mg：5％，Al：95％组成。

优选的，一种SiC/Al合金复合粉体的制备工艺，包括以下步骤：

1)按质量百分比1:1将树脂和Si粉充分研磨混合,制成混合物；

2)将混合物充分研磨后备用，称取10％-40％的合金粉末与混合物充分混合均匀；

3)将混合粉体放入瓷舟中，氩气保护下，在管式气氛炉中烧成；

4)将烧成物放入球磨机中，采用乙醇作为分散剂，球磨2小时，获得含有大量SiC的SiC/Al合金复合粉体。

优选的，所述混合粉体在管式气氛炉中烧制温度为800℃，升温速率为5-10℃/min。

优选的，所述球磨机采用行星式球磨机。

优选的，所述球磨机转速为300转每分钟。

优选的，所述料：乙醇：球质量比为1：3：8。

与相关技术相比，本发明具有如下技术效果：

本发明利用原料金属粉末辅助生成SiC，原位反应生成SiC/Al合金复合粉体，这种复合粉体经结后形成晶相为SiC/Al的复合材料。由于该材料的制备工艺简单，烧成温度低，所得SiC充分均匀的分散在Al颗粒表面和内部，平均粒度在纳米级，制备成本低。拓宽了该材料的应用领域，具有实用性。