一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法.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CN105568024A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201610057017.XC22C23/04(2006.01)(2006.01)(22)申请日2016.01.26B22F9/08C22C18/00(2006.01)(71)申请人广东工业大学地址510006广东省广州市番禺区广州大学城外环西路100号(72)发明人郭伟明吴利翔谢洪伍尚华林华泰王成勇(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人林丽明(51)Int.Cl.C22C1/04(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，以MgZn合金、纳米陶瓷颗粒为原料，将MgZn合金在雾化塔中熔化后，将熔融的MgZn合金从雾化塔上中部小孔流出，喷入高压气体，气体中掺杂纳米陶瓷颗粒，在气流和急冷作用下，液态的MgZn合金被雾化，纳米陶瓷颗粒被雾化后的液态MgZn合金包裹，形成液态金属包裹纳米陶瓷颗粒的球形结构，再经冷凝得到由MgZn合金包裹纳米陶瓷颗粒的球形混合粉体，将混合粉体在气氛炉中进行烧结，完成纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备，纳米陶瓷颗粒的体积分数为10%~40%，雾化得到的球形混合粉体中均匀分散纳米陶瓷颗粒；烧结后，纳米陶瓷颗粒在MgZn合金的晶体内部分布均匀。所制备材料的致密度高于95%。CN105568024ACN105568024A权利要求书1/1页1.一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，以MgZn合金、纳米陶瓷颗粒为原料，将MgZn合金在雾化塔中熔化后，将熔融的MgZn合金从雾化塔上中部小孔流出，同时喷入高压气体，气体中掺杂纳米陶瓷颗粒，在气流的机械力和急冷作用下，液态的MgZn合金被雾化，同时纳米陶瓷颗粒被雾化后的液态MgZn合金包裹，形成液态金属包裹纳米陶瓷颗粒的球形结构，再经冷凝得到由MgZn合金包裹纳米陶瓷颗粒的球形混合粉体，将混合粉体在气氛炉中进行烧结，完成纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备，其特征在于：(1)纳米陶瓷颗粒的体积分数为10％～40％，雾化得到的球形混合粉体中均匀分散纳米陶瓷颗粒；(2)烧结后，纳米陶瓷颗粒在MgZn合金的晶体内部分布均匀。2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的纳米陶瓷颗粒为SiC或TiB2。3.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的纳米陶瓷颗粒的体积分数为20％。4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的纳米陶瓷颗粒的纯度为95～100％，粒径为<100nm。5.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：喷入的高压气体为Ar。6.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：将雾化得到的球形混合粉体的直径控制在10～150μm。7.根据权利要求6所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：雾化得到的球形混合粉体的直径为50μm。8.根据权利要求1所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的烧结工艺为：以5℃/min的升温速率将温度升至400～800℃并保温0.5～12h，通过真空或保护气氛烧结获得纳米陶瓷增强金属基复合材料。9.根据权利要求8所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述烧结工艺为：以5℃/min的升温速度将温度升到500℃保温6h。10.根据权利要求1至9所述的纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于制备得到的纳米陶瓷增强金属基复合材料的致密度高于95％，且其晶粒内部均匀分布纳米陶瓷颗粒，屈服强度为700～1000MPa，比强度为300～700KN·m/Kg，比模量为40～70MN·m/Kg。2CN105568024A说明书1/3页一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属基复合材料领域，具体公开了一种纳米陶瓷增强金属基复合材料的制备方法。背景技术[0002]随着当今科学技术的迅速发展，采用单一材料来满足人们生产和工作需要已经日趋困难，人们越来越多地采用复合技术制备高性能复合材料，以致使复合材料的研制和开发成为了当前材料科学与工程中的重要分支。[0003]复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。而陶瓷颗粒