一种铝基复合材料压力浸渗制备装置及制备方法.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CN111172479A(43)申请公布日2020.05.19(21)申请号202010009136.4C22C101/14(2006.01)(22)申请日2020.01.06(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人赵海东刘锐哲(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人罗啸秋(51)Int.Cl.C22C47/12(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C21/00(2006.01)C22C49/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种铝基复合材料压力浸渗制备装置及制备方法(57)摘要本发明属于金属基复合材料制备领域，公开了一种铝基复合材料压力浸渗制备装置及制备方法。所述装置包括机架，多个升降机构、电阻炉、浸渗压力控制系统、真空控制系统和电控机箱，每个升降机构可通过独立的炉管升入电阻炉内部。本发明的装置采用多根炉管的设置，提高了电阻炉炉膛内部空间的使用率，提高了复合材料的制备效率，多个复合材料试样在相同条件下同时制备，提高了复合材料制备的稳定性，保证了复合材料性能的一致性。并可根据需要在不同炉管内实现不同压力浸渗的同时制备。CN111172479ACN111172479A权利要求书1/1页1.一种铝基复合材料压力浸渗制备装置，其特征在于：包括机架，多个升降机构、电阻炉、浸渗压力控制系统、真空控制系统和电控机箱，每个升降机构可通过独立的炉管升入电阻炉内部。2.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料压力浸渗制备装置，其特征在于：所述升降机构的个数为4个。3.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料压力浸渗制备装置，其特征在于：所述升降机构通过滑块与导轨实现滑动连接，升降机构上端设置坩埚支架，坩埚支架包括托杆和套筒，托杆连接滑块，套筒内置入耐火砖，套筒上端放置不锈钢坩埚，套筒下端设置排气槽。4.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料压力浸渗制备装置，其特征在于：所述浸渗压力控制系统包括惰性气体进气口、压力调节器、气路控制面板和安全阀，所述气路控制面板设置独立的阀门和压力表控制每根炉管的浸渗压力。5.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料压力浸渗制备装置，其特征在于：所述真空控制系统包括真空泵和真空表。6.采用权利要求1～5任一项所述的装置制备颗粒或纤维增强铝基复合材料的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在不锈钢坩埚中放入颗粒或纤维预制体和铝合金，通过升降机构将不锈钢坩埚升入电阻炉内部炉管中，密封炉管；(2)开启真空泵，抽出电阻炉炉管内部空气，使炉管达到真空状态；(3)通过电控机箱控制电阻炉升温使铝合金熔化并保温；(4)关闭真空泵，打开惰性气体进气口，使惰性气体进入电阻炉炉管内，通过气路控制面板和压力调节器控制炉管内压力，开始浸渗制备；(5)浸渗制备结束后，关闭惰性气体进气口，打开安全阀，使惰性气体通过排气槽排出；(6)启动升降机构，将电阻炉炉管内的不锈钢坩埚取出，颗粒或纤维增强铝基复合材料制备完成。7.根据权利要求6所述的制备颗粒或纤维增强铝基复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)中所述真空状态的真空度为50～80Pa。8.根据权利要求6所述的制备颗粒或纤维增强铝基复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中所述熔化并保温的温度为750～850℃。9.根据权利要求6所述的制备颗粒或纤维增强铝基复合材料的方法，其特征在于：步骤(4)中所述浸渗制备炉管内的压力为0.1～2.5MPa。2CN111172479A说明书1/4页一种铝基复合材料压力浸渗制备装置及制备方法技术领域[0001]本发明属于金属基复合材料制备领域，具体涉及一种铝基复合材料压力浸渗制备装置及制备方法。背景技术[0002]颗粒或纤维增强铝基复合材料因具有低密度、比刚度高、比强度高、尺寸稳定性高以及制备成形性好等优点，且可通过控制增强颗粒或纤维的种类、尺寸和含量等从而获得不同性能，是金属基复合材料中最具发展前景的。目前，该复合材料主要应用于电子封装材料、航空航天材料等领域。[0003]铝基复合材料的制备方法主要有粉末冶金法、搅拌铸造法、真空压力浸渗法等。其中真空压力浸渗法可制备出高体份增强相的铝基复合材料，同时具有增强相分布均匀、缺陷少、界面反应物少等优点，受到研究者的高度关注，并有着一些实际应用的报道。但真空压力浸渗法制备颗粒或纤维增强铝基复合材料尚未得到规模化应用，高质量、高通量、高效率的制备装置缺乏是重要原因之一。[0004]根据文献真空压力浸渗法制备高体积分数SiCp/Al复合材料(中国有色金属学报)和Effectofspecificpressure