[发明专利]一种三维连续网络结构Ti3AlC2/Al基复合材料及其无压浸渗制备方法

摘要

一种三维连续网络结构钛铝碳/铝基复合材料及其无压浸渗制备方法。该材料中Ti₃AlC₂的体积含量为20～80vol％，其余为Al基合金。该材料的显微结构为陶瓷相Ti₃AlC₂与金属相Al基合金各自呈三维空间连续分布，在空间呈网络交叉结构，二者界面结合牢固。该材料的制备方法：将不同孔隙率的Ti₃AlC₂预制体置于刚玉坩埚内，在其上方放入预先烧制的Al基合金锭，在真空下，以10～30℃/min升温至750～1100℃。在保温开始30min时，停止抽真空，同时往炉内通入氩气，气压0.5～1Bar，保温时间为30～120min，以10～30℃/min冷却到室温，得到三维连续网络结构Ti₃AlC₂/Al基复合材料；该材料具有轻量化、高强度、高耐磨等显著特点，可广泛用于汽车、交通运输、航天、军工、机械制造等领域的零件制造。

主权项

1.一种三维连续网络结构Ti3AlC2/Al基复合材料的无压浸渗制备方法，其特征在于：(1)该方法制备的三维连续网络结构Ti3AlC2/Al基复合材料，其成分如下：Ti3AlC2的体积含量为20～80vol％，其余为Al基合金；(2)该方法制备的三维连续网络结构Ti3AlC2/Al基复合材料，其特征在于：所述Ti3AlC2/Al基复合材料的显微结构中陶瓷相Ti3AlC2与金属相Al基合金各自呈三维空间连续分布，在空间呈网络交叉结构；(3)该方法包括以下步骤：步骤1，将Al基合金粉装入模具中，预压60～120MPa，将其压制成Al基合金坯体；步骤2，在刚玉坩埚内涂抹氮化硼，装入预压好的Al基合金坯体，将坩埚装入真空烧结炉内，在氩气保护下，按10～30℃/min的升温速率，将炉温升至700～900℃，保温10～30min，待炉温降低到80℃后，开炉取出Al基合金锭；步骤3，将孔隙率为20～80％的多孔Ti3AlC2预制体置于刚玉坩埚内，在其上方放入预先烧制的Al基合金锭，在其周边铺满Al基合金粉；步骤4，将刚玉坩埚放入真空烧结炉中，在真空下，以10～30℃/min的升温速率升至750～1100℃， 在保温开始10～30min时，停止抽真空，同时往炉内通入氩气，气压0.5～1Bar，保温时间30～120min，之后随炉冷却，待炉温降至80℃后取出，即得到三维连续网络结构Ti3AlC2/Al基复合材料。