一种MAX相陶瓷-镁或镁合金复合材料及其制备方法.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CN113149653A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110375866.0C22C32/00(2006.01)(22)申请日2021.04.08C04B41/88(2006.01)(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人刘增乾谷瑞成刘艳艳张哲峰(74)专利代理机构北京煦润律师事务所11522代理人梁永芳(51)Int.Cl.C04B35/56(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B38/00(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22C23/00(2006.01)C22C29/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种MAX相陶瓷-镁或镁合金复合材料及其制备方法(57)摘要本发明关于一种MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料及其制备方法。主要采用的技术方案为：一种MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：将MAX相陶瓷粉体或由MAX相陶瓷粉体制成的MAX相陶瓷坯体放置在加热炉内的加热区、将镁块或镁合金块放置在加热炉的投料器中；在保护气氛或真空条件下，对放置在加热区的MAX相陶瓷粉体或MAX相陶瓷坯体进行加热，加热至烧结温度，并保温第一设定时间，得到烧结块；将烧结块的温度调节至熔渗温度，控制投料器翻转，将镁块或镁合金块投至烧结块上，保温第二设定时间以进行高温熔渗，冷却后得到MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料。本发明主要用于以简单的工艺制备出轻质、高强、耐磨的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料。CN113149653ACN113149653A权利要求书1/2页1.一种MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：放料步骤：将MAX相陶瓷粉体或由MAX相陶瓷粉体制成的MAX相陶瓷坯体放置在加热炉内的加热区、将镁块或镁合金块放置在所述加热炉的投料器中；烧结步骤：在保护气氛或真空条件下，对放置在所述加热区的MAX相陶瓷粉体或MAX相陶瓷坯体进行加热，加热至烧结温度，并保温第一设定时间，以将MAX相陶瓷粉体或所述MAX相陶瓷坯体烧结成块，得到烧结块；高温熔渗步骤：将所述烧结块的温度调节至熔渗温度，控制所述投料器翻转，将镁块或镁合金块投至放置在所述加热区的烧结块上，保温第二设定时间以进行高温熔渗，冷却后得到MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料。2.根据权利要求1所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述MAX相陶瓷粉体为Ti2AlC粉体、Ti3AlC2粉体中的一种粉体。3.根据权利要求1或2所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，由所述MAX相陶瓷粉体制成MAX相陶瓷坯体的方法如下：采用冷压成型将所述MAX相陶瓷粉体成型为MAX相陶瓷坯体；优选的，将所述MAX相陶瓷粉体放入模具中，再将所述模具置于液压机上，加压至3‑10MPa、保压0.1‑2h后，开模后得到MAX相陶瓷坯体。4.根据权利要求1或2所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，由所述MAX相陶瓷粉体制成MAX相陶瓷坯体的方法如下：采用注浆成型将所述MAX相陶瓷粉体成型为MAX相陶瓷坯体；优选的，将MAX相陶瓷粉体与分散剂进行混合、搅拌，制成MAX相陶瓷粉浆；将所述MAX相陶瓷粉浆注入石膏模具内，待所述MAX相陶瓷粉浆中的液体被吸收后，得到MAX相陶瓷坯体；进一步优选的，所述分散剂为去离子水；优选的，在所述MAX相陶瓷粉浆中，MAX相陶瓷粉体的质量分数为40‑70％。5.根据权利要求1或2所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，在所述放料步骤中：将MAX相陶瓷粉体置于石墨模具中，将盛有MAX相陶瓷粉体的石墨模具放在加热炉的加热区中；和/或在所述烧结步骤中：所述烧结块的孔隙率为15％‑70％，孔隙尺寸为10nm‑100μm。6.根据权利要求1或2所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述MAX相陶瓷粉体与Mg块或Mg合金块的质量比小于等于1：2。7.根据权利要求1或2所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，在所述烧结步骤中：所述烧结温度为750‑1200℃，且在所述烧结温度下保温0.5‑2h；和/或在所高温熔渗步骤中：若投料器放置的是镁块，则所述熔渗温度高于镁的熔点；若投料器放置的是镁合金块，则所述熔渗温度高于镁合金的熔点；优选的，所述熔渗温度为750‑900℃；优选的，第二设定时间至少为5min。8.根据权利要求1‑7任一项所述的MAX相陶瓷‑镁或镁合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述加热炉包括：