[发明专利]基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法

权利要求书

1.基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：称取一定质量的铝合金铸锭备用；

S2：按在增强铝基复合材料中预生成3vol％的TiB₂颗粒称取氟钛酸钾、氟硼酸钾反应盐粉末，助溶剂氟铝酸钠粉末的质量为氟钛酸钾、氟硼酸钾两种反应盐总质量的10％，通过机械搅拌充分混合，在200～300℃的干燥炉内干燥1～2h备用；

S3：将称取好的铝合金铸锭放入石墨坩埚内，用电阻炉加热，待铝熔体的温度稳定在800～850℃，将干燥好的混合粉末加入至铝熔体中，并进行机械搅拌，待复合材料温度冷却至720℃时，撇去浮渣，浇入到300℃预热处理的石墨模具中并冷却；

S4：将冷却的样品重新放入石墨坩埚内，用电阻炉加热至720℃融化形成混合熔体，加入高能超声辐射杆至混合熔体中，控制超声频率为18～20KHz、功率为1～2KW、振幅为10～15μm，超声辐射杆浸入深度为15～25mm，超声处理时间为30～240s；

S5：待超声处理时间结束，将混合熔体浇注至300℃预热的石墨模具，利用液氮冷却，获得最终的纳米硼化钛增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，其特征在于：所述超声辐射杆一端接入超声波换能器，另一端浸入石墨坩埚内的混合熔体中；所述换能器与超声波电源电性连接。

3.根据权利要求2所述的基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，其特征在于：铝合金铸锭为2Al4铝合金。

4.根据权利要求2或3所述的基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，其特征在于：步骤S3中控制反应盐及助溶剂的加入时间为15～25s，在反应盐及助溶剂加入时采用搅拌器进行机械搅拌，搅拌速度为150rpm，搅拌时间为30min。

5.根据权利要求4所述的基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，其特征在于：石墨坩埚内设置有用于测量混合熔体温度的热电偶，所述热电偶的信号输出端与数据采集器电性连接，所述数据采集器与计算机终端通讯连接。