[发明专利]一种采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法

说明书

本发明公开了一种采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法，将钨板和铝板表面粗糙化，采用6061铝合金粉作为夹层，平铺于铝板和钨板中间，钨板在顶层以增大压力。放入管式炉中高温烧结，通入保护气，保温1‑2个小时。制备出多层铝钨复合材料，界面致密，铝合金粉是采用型号为6061的铝合金粉，将钨板置于顶层是用于增大复合板材所能承载的压力极限，钨板和铝板的长尺寸均为2‑3.5cm，宽尺寸均为1.5‑2.5cm，本发明涉及铝基复合材料技术领域。该采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法，制备出的复合材料界面结合力增强，样品尺寸大，工艺简单，可批量生产，本发明易操作，设备经济，尺寸随机选择，能耗少，无污染，材料利用率100％。

技术领域

本发明涉及铝基复合材料技术领域，具体为一种采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法。

背景技术

W和Al复合材料具有质量轻、硬度高、耐磨性好和强度高等优点，被用于航空航天器件、辐射屏蔽材料、生物医疗、运动设备(网球拍、羽毛球拍、高尔夫球杆等)和汽车发动机活塞等。特别是铝和钨在辐照耐受性方面具有优异的性能，而多层复合材料增加氚的湮灭，提高材料的辐照屏蔽性。研究者已经通过粉末冶金、直接激光金属沉技术、化学气相沉积和物理溅射的方式制备了W和Al复合材料，界面处出现了新型钨铝合金可以提高界面的性能。但是以上方法工艺复杂、设备昂贵，样品尺寸小，不能批量生产，界面结合力不强。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法，解决了现有W和Al复合材料铝和钨的界面问题以及工艺复杂、设备昂贵，样品尺寸小，不能批量生产，界面结合力不强的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采用粉末夹层法制备W和Al多层复合板材的方法，具体包括以下步骤：

S1、选取长宽尺寸相同的钨板和铝板，钨板的厚度尺寸要大于铝板厚度尺寸，将选取钨板和铝板的表面分别进行表面粗糙化处理；

S2、通过称量设备量取所需重量的铝合金粉，并通过研磨筛选设备，对选取的铝合金粉进行研磨处理，并过100-150目的筛网，收集筛选下来的铝合金粉，铝合金粉是采用型号为6061的铝合金粉；

S3、将步骤S1粗糙化处理后的铝板粗糙化处理的一面朝上平放于工作台上，再将步骤S2收集的铝合金粉平铺于铝板的表面上，平铺的厚度根据粉体的厚度而定，然后将步骤S1粗糙化处理的钨板以粗糙化处理的一面朝下盖在铺平的铝合金粉末层上，即得到复合板坯料；

S4、将步骤S3得到的复合板坯料放入管式炉中高温烧结，温度范围490-710℃，通入保护气，保温1-2h，即制备出界面致密的多层铝钨复合材料。

优选的，所述步骤S1中钨板和铝板的长尺寸均为2-3.5cm，宽尺寸均为1.5-2.5cm。

优选的，所述步骤S1中钨板的厚度尺寸为0.7-4.6mm，而铝板的厚度尺寸至少为钨板厚度尺寸的0.8-0.9倍。

优选的，所述步骤S1中表面粗糙化处理的方法具体为：

T1、将钨板和铝板的表面通过刻蚀设备在金属表面刻蚀出所需花纹，即形成光刻胶层；

T2、将步骤T1形成刻蚀胶层的钨板、夹层和铝板放入管式炉内，在温度为495-710℃的条件下热处理；

T3、热处理完成后，多层钨铝复合材料界面结合紧密，强度高。

优选的，所述步骤S3中将钨板置于顶层是用于增大复合板材所能承载的压力极限。

优选的，所述步骤S4中通入的保护气为氖气或氩气中的一种。

(三)有益效果