[发明专利]一种采用吸热半固态反应制备Ti-Al3

摘要

本发明公开了一种采用吸热半固态反应制备Ti‑Al3Ti‑Al叠层复合材料的方法。本方法如下：将金属Ti箔和金属Al箔裁剪为适当尺寸，对裁剪后的金属Ti箔和金属Al箔进行丙酮超声波清洗和化学试剂处理，之后立即用清水冲洗；将冲洗后的金属Ti箔和金属Al箔进行烘干叠层，将叠层好的金属Ti箔和金属Al箔放入金属包套并置入石墨模具；最后将石墨模具放入真空热压烧结炉，在吸热半固态反应温度区间进行热压烧结，制备得到Ti‑Al3Ti‑Al叠层复合材料。本发明借助Ti、Al箔半固态反应中存在的液相Al可补充柯肯达尔效应造成的孔洞，吸热反应可抑制金属间化合物晶粒长大的优势以及剩余液相Al可以弥补剥层裂纹，制备的复合材料具有无孔洞、界面平整、组织致密及工艺简单的特点。

主权项

1.一种吸热半固态反应制备Ti‑Al3Ti‑Al叠层复合材料的方法，其特征在于，有以下步骤：①将金属Ti箔和金属Al箔裁剪成大小相同的箔片，其中金属Ti箔的数目比金属Al箔的数目多一个；②将裁剪后的金属Ti箔和金属Al箔分别放入装有丙酮溶液的烧杯中进行超声波清洗，去除表面油污和杂质；③将清洗后的金属Ti箔和金属Al箔分别用化学试剂进行反应处理，以去除表面氧化物，然后立即用清水冲洗；④将冲洗后的金属Ti箔和金属Al箔进行烘干上下交替叠层处理，并且保证上下最外层均为金属Ti箔；将叠层完毕的Ti箔和Al箔用金属包套进行封装并放入石墨模具；⑤将石墨模具放入真空热压烧结炉中，对真空热压烧结炉进行抽取真空，石墨模具位于上下压头之间，初始压力为压头的自重，热压工艺采用四个保温保压烧结阶段：首先对石墨模具施加5.0MPa 压力，温度升高到450℃，保温120min，压力为5.0MPa；然后升高烧结温度到640℃，保温90min，压力为1.5MPa；继续升高烧结温度到655℃，保温90min，压力为0.5MPa；最后升高烧结温度到吸热半固态反应温度区间660~680℃，保温180min，压力为3.5MPa；之后随炉冷却，得到Ti‑Al3Ti‑Al叠层复合材料；上述升温速率均为8℃/min。