[发明专利]一种多层级复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S10，将第一预设厚度的Al箔和Ti箔依次叠放组装成预设总厚度的韧性单元预制体；

步骤S11，将第一预设厚度的Ti箔和第二预设厚度的Al箔依次叠放组装成所述预设总厚度的脆性单元预制体；

步骤S12，在将所述韧性单元预制体和脆性单元预制体交替叠放形成叠层预制体后，使用第三预设厚度的Ti箔将所述叠层预制体包套，并采用捆绑丝对包套后的所述叠层预制体进行捆绑以制备预制件；

步骤S13，将所述预制件放入真空热压炉中进行热压烧结后，同时卸去压力与温度并冷却至室温以形成多层级复合材料；

所述第一预设厚度为20μm，所述第二预设厚度为50μm，所述第三预设厚度为30μm，所述预设总厚度为1.5mm；

所述多层级复合材料的微观组织结构图中，所述韧性单元预制体中存在清晰的亚层结构；

物相分析图中，所述脆性单元预制体区域中的主要相为Al₃Ti；

力学性能分析图中，所述多层级复合材料的承载能力优于单一的韧性单元预制体或脆性单元预制体。

2.根据权利要求1所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S10之前，所述制备方法还包括：

将第一预设厚度、第二预设厚度的Al箔，及第一预设厚度的Ti箔，分别剪裁至合适的尺寸，并用砂纸打磨干净后利用丙酮清洗；

选用碱性溶液清洗Al箔、混合酸溶液清洗Ti箔，将清洗后的Al箔、Ti箔取出并放入清水中进行浸泡；

采用超声波清洗方式对浸泡的Al箔、Ti箔进行清洗后，再将Al箔、Ti箔浸入无水乙醇溶液中进行清洗，取出烘干。

3.根据权利要求2所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为0.5%mol/L的NaOH溶液，清洗时间不少于1min。

4.根据权利要求2所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合酸溶液为HF：HNO₃：H₂O=1:1:20的混合溶液，清洗时间不少于1min。

5.根据权利要求2所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，将Al箔、Ti箔浸入无水乙醇溶液中进行清洗时，清洗时间不少于2min。

6.根据权利要求1所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述叠层预制体中的重复叠层单元不少于3个，所述捆绑丝为钢丝。

7.根据权利要求1所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：

将所述预制件放入真空热压炉中进行热压烧结；

在第一预设压力下将所述预制件加热至第一预设温度，并在第一预设温度下保持第一预设时间；

将温度由第一预设温度升高至第二预设温度并保持第二预设时间，同时将压力由第一预设压力升高至第二预设压力；

同时卸去压力与温度并冷却至室温以形成多层级复合材料。

8.根据权利要求7所述的多层级复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一预设压力为5MPa，第一预设温度为650℃，第一预设时间为3h，第二预设温度为900℃，第二预设时间为1h，第二预设压力为30MPa。