一种铝基复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112958766A(43)申请公布日2021.06.15(21)申请号202110177018.9(22)申请日2021.02.07(71)申请人清华大学深圳国际研究生院地址518055广东省深圳市南山区西丽大学城清华校区(72)发明人李丘林刘伟王靓李玲敏(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人张建珍(51)Int.Cl.B22F3/20(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22F1/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种铝基复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种铝基复合材料及其制备方法和应用，该铝基复合材料的制备方法包括将细铝粉与陶瓷颗粒增强体混合制成坯料，而后将坯料在480～580℃条件下进行热挤压制成板材；按照以上方法总共制备至少两块板材，或将板材切割成至少两块；对板材进行表面除杂和表面粗糙化处理，而后干燥；再将处理后的板材叠放，在250℃～350℃下保温，而后进行轧制。通过以上方法制得的铝基复合材料力学性能优异，热稳定性能好，板材得收率高，且该制备方法对设备、模具要求低，工序简单。CN112958766ACN112958766A权利要求书1/1页1.一种铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将铝粉和陶瓷颗粒增强体混合制成坯料；所述铝粉的平均粒度D50为1～10μm；S2、将所述坯料在480～580℃条件下进行热挤压，制成板材；S3、将所述板材切割成至少两块，或者按照步骤S1和步骤S2总共制备至少两块所述板材；S4、对步骤S3所得板材进行表面除杂处理和表面粗糙化处理，而后干燥；S5、将步骤S4处理后的板材叠放，在250～350℃下进行保温，而后进行轧制。2.根据权利要求1所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热挤压过程的挤压比为5:1～25：1，挤压速率为0.5mm·s‑1～2.0mm·s‑1。3.根据权利要求1所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，轧制过程的轧制速度为5～10m/min，压下量为50％±5％。4.根据权利要求3所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，轧制前的保温时间为10～30min。5.根据权利要求1所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述陶瓷颗粒增强体占所述坯料的总质量的5～15％；优选地，所述陶瓷颗粒增强体选自碳化硼、碳化硅、金刚石中的至少一种；进一步优选地，所述陶瓷颗粒增强体的平均粒度D50为2～30μm。6.根据权利要求1所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括：将铝粉和陶瓷颗粒增强剂混合，而后进行冷等静压，烧结，制成坯料。7.根据权利要求1所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述表面除杂处理包括表面脱脂处理和清洗。8.根据权利要求1至7中任一项所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，还包括：S6、根据厚度需要，将步骤S5处理所得板材切割成至少两块，而后重复步骤S4和步骤S5的操作；再重复n次步骤S6的操作，其中，n为自然数。9.一种铝基复合材料，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的铝基复合材料的制备方法制得。10.权利要求9所述的铝基复合材料在作为乏燃料干法或湿法贮存用中子吸收材料中的应用。2CN112958766A说明书1/7页一种铝基复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料制备技术领域，尤其是涉及一种铝基复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]铝基复合材料一般是通过将高性能的陶瓷颗粒增强体嵌入到柔软的铝基体中，使得增强体的高强度、高模量和耐磨等独特性能结合到韧塑性较好的基体中，从而使得复合材料在性能和功能上优于其单一组分的性能，甚至赋予复合材料新的特性。目前，铝基复合材料在航空、航天、核电、汽车、电子等领域获得越来越广泛的应用。超细晶铝基碳化硼复合材料在大幅提升力学强度的同时，具有较高的导热率，是潜在的乏燃料干法贮存用中子吸收材料。[0003]包含等通道挤压、高压扭转、累积叠轧等的剧烈塑性变形方法是用于制备超细晶金属材料的常规方法。其中，累积叠轧技术由日本学者Saito于1998年首次提出，并成功将纯铝的晶粒细化至亚微米级别。累积叠轧技术由于设备要求低，工艺简单，适合大尺寸超细晶铝基复合材料的工业化生产。但由于铝基复合材料塑韧性低，尤其当增强相含量较大时，直接对进行剧烈变形的累积叠轧将导致板材边裂严重而失败。此外，由于高导热纯铝体系再结晶温度较低且热稳定性较差，累积叠轧过程晶粒易长大。因此，迫切需要寻求一种热稳定好、力学性能优异、板