低体积分数的硼酸铝晶须增强铝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*CN102296255A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102296255A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110256440.XC22C49/14(2006.01)(22)申请日2011.09.01C22C101/06(2006.01)C22C121/02(2006.01)(71)申请人哈尔滨理工大学地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号(72)发明人岳红彦黄硕郭二军王丽萍俞泽民(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人韩末洙(51)Int.Cl.C22C47/04(2006.01)C22C47/08(2006.01)C22C49/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法(57)摘要低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，它涉及一种晶须增强铝基复合材料的制备方法。本发明要解决现有硼酸铝晶须增强铝基复合材料存在塑性低的技术问题。本发明方法：1.硝酸锌和柠檬酸加入蒸馏水中，磁力搅拌加热回流，得ZnO溶胶；2.将硼酸铝晶须加入ZnO溶胶中，超声波分散，烘干；3.焙烧得到ZnO涂覆的晶须，在水中超声波分散；4.加入大豆浆液中并搅拌均匀，加凝固剂，模压成型制备预制件，室温干燥，以一定速率升温，高温焙烧，随炉冷却，制得预制件；5.将预制件放入模具中，预热，浇注熔融态的铝合金，挤压，保压，制得低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料。延伸率显著提高约1.9～2.7倍。CN102965ACCNN110229625502296261A权利要求书1/1页1.低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法是按下述步骤进行的：一、硝酸锌和柠檬酸加入蒸馏水中，硝酸锌和柠檬酸的摩尔比为1∶1，蒸馏水的质量是硝酸铬和柠檬酸总质量的50～200倍，然后在80～100℃条件下磁力搅拌加热回流1～2h，制得透明的ZnO溶胶；二、将硼酸铝晶须加入步骤一获得的ZnO溶胶中，硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的5～20倍，然后超声波分散，再烘干；三、将经步骤二处理的硼酸铝晶须放入400～600℃环境中焙烧1～2h，然后放入水中超声波分散1～2h；四、将经步骤三处理的硼酸铝晶须加入80～90℃浓度为0.05～0.2kg/L的大豆浆液中并搅拌均匀，每1kg硼酸铝晶须加入5～10L大豆浆液，然后加入凝固剂，再用模压成型的方法制备预制件，然后室温干燥，以1～3℃/min速率升温至900～1000℃，保温焙烧1～2h，随炉冷却至室温，并利用高温下ZnO和硼酸铝晶须发生反应，从而最终制备出低体积分数、高强度的ZnAl2O4涂覆硼酸铝晶须预制件；五、将预制件放入模具中，然后在500～600℃条件下预热预制件及模具，再向模具中浇注熔融态的铝合金，其中预制件占铝基复合材料总体积的10～20％，再在20MPa压力下进行初步挤压，而后增大压力至100MPa并保压3min，制得低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料。2.根据权利要求1所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的6～16倍。3.根据权利要求1所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的10倍。4.根据权利要求1、2或3所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中超声波分散时间为1～2h，超声波功率为1000～2000W，超声波频率为50～80Hz。5.根据权利要求4所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中将经步骤二处理的硼酸铝晶须放入450～550℃环境中焙烧1.2～1.5h。6.根据权利要求5所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中超声波分散所需超声波功率为1000～2000W，超声波频率为50～80Hz。7.根据权利要求6所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四大豆浆液制作过程：将大豆经泡豆、磨浆、过滤和煮浆制成。8.根据权利要求7所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中凝固剂为硫酸钙或氯化镁。9.根据权利要求8所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中升温速率为1.5～2.5℃/min。10.根据权利要求9所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中预制件占铝基复合材料总体积的15％。2CCNN1