[发明专利]一种纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及颗粒增强铝基复合材料技术领域，公开了一种纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料及其制备方法。所述复合材料由体积分数为6～16%的纳米碳化硅颗粒均匀分布在体积分数为84～94%的铝合金中组成，所述制备方法为首先通过配料、球磨、预成型及热压成型制备1～5%纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料，其次将其真空浓缩蒸发掉部分铝合金基体，最后经过固溶、时效处理即制得本发明的纳米碳化硅颗粒含量的增强铝基复合材料。实验数据证明通过本发明制备的高纳米碳化硅颗粒含量的增强铝基复合材料不仅因纳米碳化硅颗粒的高含量具有高导热、导电性能、比模量、耐磨性等功能性质，且兼顾强度及塑韧性。

主权项

一种纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，所述纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料以纳米碳化硅颗粒为增强粒子，以铝合金为基体，且其中纳米碳化硅颗粒的体积分数为6～16%，其余为铝合金，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：步骤一：在氩气保护下，取体积分数为1～5%的纳米碳化硅颗粒和95～99%的铝合金粉进行混合，投入密封球磨罐，将密封球磨罐抽真空后再充入氩气，经抽真空及充入氩气循环2～5次，得混合料；步骤二：将装有步骤一制得的混合料的密封球磨罐在‑20～20℃条件下进行球磨15～25h得球磨料，且在球磨过程中每隔2h停机一次，冷却0.5h后继续球磨；步骤三：将步骤二制得的球磨料装入耐热钢模具，将模具放入真空热压烧结设备中，在抽真空后开始加热进行真空除气，最后在120～150MPa压力下预压，使原料的致密度达到75%，得预成型件；步骤四：将步骤三制得的预成型件放入空气炉中，在30min内加热到560～600℃，在60～90MPa条件下保温保压2～4h后降至常压，先缓慢降温至500℃，再快速降温至150℃以下，得体积分数为1～5%的纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料的成型件；所述缓慢降温是指将温度降至500℃的时间为1h，所述快速降温是指从500℃降至150℃以下的时间低于0.5h；步骤五：将步骤四制得的成型件置于真空炉中，在18～50 Pa下，在40min内将真空炉内快速加热到1410～1510℃进行真空浓缩蒸发，保温0.5～8h将部分铝合金基体蒸发后冷却至常温即制得体积分数为6～16%的纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料；步骤六：将步骤五制得的体积分数为6～16%的纳米碳化硅颗粒增强铝基复合材料在490～515℃的条件下进行固溶处理2～3h,经过水淬后再于170～200℃的条件下进行时效处理8～16h，即制得最终产品。