[发明专利]一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺

权利要求书

1.一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，具体工艺如下：

1）称取适量的碳纳米管置于管式炉中，在氩气气氛下，在1300-1400℃下热处理2-3h，随炉冷却至室温后分散于N,N-二甲基甲酰胺中，在700-800W下超声处理50-60min，再经离心处理除去N,N-二甲基甲酰胺，得到湿态碳纳米管，再将湿态碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液中，经高速搅拌及超声处理，得到混合分散液；

2）称取适量的抗坏血酸加入到混合分散液中，经搅拌和超声后置于60-70℃油浴中处理1-2h，得到预还原水凝胶，然后将其置于-10--15℃环境中冷冻10-12h后室温解冻，再次置于50-60℃油浴中加热还原10-13h，向得到的水凝胶中加入足量超纯水浸泡透析3-4d，再次置于于-10--15℃环境中冷冻10-12h，经冷冻干燥后置于氮气气氛下管式炉中，800-850℃处理1-2h，得到气凝胶；

3）将气凝胶进行粉碎处理，得到微米级气凝胶粉末，置于容器中备用，称取一定量的赤藓糖醇置于125-135℃真空干燥箱内，待赤藓糖醇完全溶解后加入适量粒径为30-40μm的碳化硅颗粒，超声处理15-25min，然后倒入装有气凝胶粉末的容器中，在125-135℃条件下抽真空至10-50Pa，处理30-40min，待处理结束后，将产物取出后置于烘箱中，在120-125℃下反复干燥至没有赤藓糖醇溢出，得到碳化硅复合气凝胶；

4）称取适量的氧化锌纳米片置于去离子水中，磁力搅拌10-20min得到分散液，在剧烈搅拌下，将适量的碳化硅复合气凝胶加入到分散液中，搅拌30-40min，然后将混合物转移至高压反应釜中，在150-160℃下恒温加热6-8h，将得到的产物干燥后在氮气气氛下热处理1-2h，得到改性碳化硅复合气凝胶；

5）将铸造铝合金原料加热至760-800℃溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到与铝合金溶液相同材质的铝合金管中，装满后密封抽真空，然后将铝合金管加入到铝合金溶液中，升温至850-870℃，保温1-2h，然后经精炼、除气、除渣后在300-400r/min下搅拌30-40min，浇铸到模具中，成型后脱模，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

2.如权利要求1所述的一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述管式炉中的升温速率为10-15℃/min；所述碳纳米管与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:50-60g/mL；所述氧化石墨烯水分散液的质量浓度为3-4mg/mL；所述混合分散液中，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为3-6:1。

3.如权利要求1所述的一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述离心处理的转速为10000-12000r/min，处理时间10-15min；所述高速搅拌的转速为4000-5000r/min，处理时间20-30min；所述超声处理的功率为40-80W，处理时间5-10min。

4.如权利要求1所述的一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述抗坏血酸与混合分散液中氧化石墨烯的质量比为2-2.5:1；所述搅拌转速为200-260r/min，搅拌时间5-10min；所述超声功率为40-60W，处理时间10-15min。

5.如权利要求1所述的一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述微米级气凝胶粉末的粒径为150-200μm；所述纳米碳化硅与赤藓糖醇的质量比为1:8-10；所述气凝胶粉末的用量为赤藓糖醇质量的10-15%；所述超声处理的功率为200-300W。