[发明专利]原位合成具有分级结构的铝基复合材料的方法

权利要求书

1.原位合成具有分级结构的铝基复合材料的方法,其特征在于，包括如下步骤：(1)原位反应，形成Level Ⅰ分级结构；(2)近液相线铸造，形成Level Ⅱ分级结构；

所述步骤(1)中，具体包括如下步骤：

(1-1)配料：准备Ti粉、碳粉、Al粉和CuO粉；CuO粉为自制CuO粉，具体制备方法如下：将可溶性铜盐加入到水和乙醇的混合物中，搅拌形成可溶性铜盐溶液，然后加入烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀后，滴加氨水，在搅拌下滴加氢氧化钠溶液，静置过夜后过滤，依次用蒸馏水和乙醇清洗三次，干燥后煅烧得到CuO粉末，过500目筛；

(1-2)混粉：将Ti粉、碳粉、Al粉和CuO粉混合，得混合粉；

(1-3)压块：将混合粉压制成预制块；

(1-4)原位合成：将预制块压入铝合金熔体中，使其发生化学反应并形成Level Ⅰ分级结构；

所述步骤(1)中：所述可溶性铜盐为氯化铜、硫酸铜或硝酸铜，可溶性铜盐溶液的浓度为0.1-0.2mol/L；

所述步骤(1)中：将水和乙醇按照体积比为(2-5)：1的配比配置成混合溶液；

所述步骤(1)中：每100mL水和乙醇的混合溶液加入烷基酚聚氧乙烯醚5-10mL；

氨水的浓度为25-28wt％，加入的氨水中NH₃的物质的量为铜盐的物质的量的8-12倍；

氢氧化钠溶液的浓度为2-3mol/L，氢氧化钠的加入量为铜盐的物质的量的3-4倍。

2.根据权利要求1所述的原位合成具有分级结构的铝基复合材料的方法，其特征在于，在步骤(1-1)中：Ti粉的粒度小于或等于200目、碳粉的粒度小于或等于325目、Al粉的粒度小于或等于300目；Ti粉、碳粉、Al粉和CuO粉的质量之比为3.34：1：9：5.56；Ti粉、碳粉、Al粉和CuO粉的总质量为基体铝合金质量的6.94％～27.75％。

3.根据权利要求1所述的原位合成具有分级结构的铝基复合材料的方法，其特征在于，在步骤(1-2)中：通过球磨将Ti粉、碳粉、Al粉和CuO粉混合均匀，球磨时间为60min；在步骤(1-3)中：预制块成型压力为10MPa，预制块尺寸为Φ20×2mm；在步骤(1-4)中：铝合金熔体的预热温度为950℃～1000℃。

4.根据权利要求1所述的原位合成具有分级结构的铝基复合材料的方法，其特征在于，近液相线浇铸温度为650℃～660℃，浇铸后冷却方式为空冷。