[发明专利]一种高强度轻质铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度轻质铝基复合材料，其特征在于，所述铝基复合材料由如下重量份的原料在制备而成：24～28wt％改性碳化硅、10～12wt％碳化钨、3～5wt％镧、4～6wt％钆、5～6wt％镍，2～3wt％二氧化钛、余量为铝合金基材。

2.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述铝基复合材料由如下重量份的原料在制备而成：28wt％改性碳化硅、12wt％碳化钨、5wt％镧、6wt％钆、6wt％镍，3wt％二氧化钛、余量为铝合金基材。

3.根据权利要求2所述的铝基复合材料，其特征在于，所述改性碳化硅为苯氨基碳化硅。

4.根据权利要求3所述的铝基复合材料，其特征在于，所述苯氨基碳化硅制备方法包括如下步骤：

(1)称取重量份为碳化硅6～8倍的强碱，所述强碱含有40～60％的氢氧化钠和40～60％的氢氧化钾，加入碳化硅于研钵中研磨至细粉并混合均匀，随后加入重量份为碳化硅130～150倍的去离子水在170～180℃下反应5～6h，冷却至室温，超声处理2～3h，然后离心除去上层清液，用蒸馏水洗涤3次至溶液呈pH中性，得到预羟基化的碳化硅；

(2)称取重量份为碳化硅5～8倍的苯胺基化合物与浓度为5～8wt％的浓硫酸溶液混合，滴加过量的浓度为30～35wt％亚硝酸钠溶液，得到重氮盐溶液；

(3)将步骤(1)中预羟基化的碳化硅分散于浓度为30～35wt％浓硫酸中，升温至130～150℃，在快速搅拌下，将步骤(2)中制得的重氮盐溶液在50～60min内滴加到上述酸性分散体中，滴加完毕后继续搅拌5～6h后，将反应溶液自然冷却至室温，过滤，并依次用水、氨溶液、无水甲醇洗涤，将洗涤后的产物在60℃真空干燥箱中干燥24h即得。

5.根据权利要求2所述的铝基复合材料，其特征在于，所述铝合金基材为6系铝合金基材或7系铝合金基材。

6.根据权利要求5所述的铝基复合材料，其特征在于，所述6系铝合金基材包括6063铝合金、6061铝合金、6082铝合金、6101铝合中的其中一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求5所述的铝基复合材料，其特征在于，所述7系铝合金基材包括7005铝合金、7075铝合金、7175铝合金中的其中一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求7所述的铝基复合材料，其特征在于，所述7系铝合金基材为7075铝合金。

9.一种制备如权利要求1～8任一所述的高强度轻质铝基复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将改性碳化硅、碳化钨、二氧化钛混合，使用球磨机在惰性气体保护的条件下，以球磨转速为300～400r/min，球磨时间为2～3h处理，获得中间粉末；

(2)随后加入镧、钆、镍、铝合金基材，继续处理10～12h，过筛、干燥，获得复合粉末。

(3)将步骤(2)获得的干燥复合粉体装入模具，在压力为10～15MPa的条件下冷压，并保压5～10min，随后在温度为550～600℃、压力为40～45MPa和惰性气体条件下烧结50～60min，随后冷却，脱模得到铝基复合材料。