[发明专利]一种复合陶瓷层表面强化的铝合金材料制备方法及装置

摘要

一种复合陶瓷层表面强化的铝合金材料制备方法及装置。复合陶瓷层是由SiC、SiO2、Al2O3、MgAl2O4等组成、晶粒尺寸分布在亚微米至纳米间的多相组织；基本的生产工艺方法为：将合适粒度、合适成分的混合粉末涂覆于清洁处理后的基体铝合金表面，然后一并置入微波烧结装置中加热至合适温度，表面涂覆混合粉末层发生相应的物理化学反应而生成由SiC、SiO2、Al2O3、MgAl2O4等组成、晶粒尺寸分布在亚微米至纳米间的多相组织，并与基体铝合金发生良好的冶金结合，形成一种复合陶瓷层表面强化的铝合金材料；其所用微波烧结装置由微波发生器、远红外测温仪、隔热板、吸波层、工件台、压紧弹簧等组成，能够实现：铝合金基体和表面涂覆混合粉末层在同一微波场内同时被加热。

主权项

一种复合陶瓷层表面强化的铝合金材料制备方法，其特征是：复合陶瓷层表面强化的铝合金材料及其制备方法：a、采用高能球磨设备制备混合粉末, 混合粉末包括：Mg、Al、MgO、SiO2、 Al2O3和SiC六种微粉，按照摩尔比7:6:3:3:7:3组成，粒度分布在0.6～1.6微米之间；b、对基体铝合金依次经过表面砂纸打磨、丙酮超声波清洗、碱液清洗、中和、清水、烘干过程，去除表面结晶水氧化膜，对基体铝合金表面实现清洁处理；c、采用电泳法将混合粉末涂覆于清洁处理后的基体铝合金表面，在基体铝合金表面涂覆混合粉末层；d、将表面涂覆混合粉末层与基体铝合金一同置入微波烧结装置中，微波主频率为2450MHz，设置微波输出功率为1800W时，约20分钟内，将基体铝合金间接加热至600℃左右，而表面涂覆混合粉末层则直接吸收微波而被加热至950℃左右，两者同时被保持30分钟；表面涂覆混合粉末层在950℃左右下保持30分钟，在微波作用下，表面涂覆混合粉末层发生物理化学反应，物理化学反应完成后，生成多相组织复合陶瓷层，所述的多相组织复合陶瓷层包括SiC、SiO2、Al2O3、MgAl2O4，晶粒尺寸分布于亚微米至纳米之间。