块状纳米晶镍铝合金的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101871061A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101871061A(43)申请公布日2010.10.27(21)申请号201010219672.3(22)申请日2010.07.07(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人张凯锋徐桂华(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.C22C19/03(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称块状纳米晶镍铝合金的制备方法(57)摘要块状纳米晶镍铝合金的制备方法，它涉及镍铝合金的制备方法。本发明解决了现有的纳米晶材料的电沉积法只能制备薄膜材料、而热压烧结法能源消耗大、生产效率低、生产成本高、大塑性变形法对模具、设备、变形工艺要求严格的缺点。本方法：先将镍粉和铝粉在高能球磨机中球磨，得到镍铝合金粉末，然后再将镍铝合金粉末装入石墨模具中，在脉冲电流烧结炉中，预热后，边加压加升温，在最大压力和最高温度下保持4～6min，得到块状纳米晶镍铝合金。该块状纳米晶镍铝合金的致密度≥99.7%，块体材料的厚度≥10mm，能耗为热压烧结法的10%~20%，设备及工艺简单。可用于制备块状纳米晶镍铝合金。CN10876ACN101871061A权利要求书1/1页1.块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于块状纳米晶镍铝合金的制备方法按以下步骤进行：一、按镍与铝的原子比1:1称取镍粉和铝粉并混合均匀得到混合粉末，再按混合粉末体积的3%～5%量取无水乙醇；二、将经步骤一制备的混合粉末和经步骤一量取的无水乙醇加入到搅拌式高能球磨机中，再通入氩气保护，在温度为10℃～40℃、转速为280转/分～320转/分的条件下球磨20h～24h，得到镍铝合金粉末；三、将经步骤二制备的镍铝合金粉末装入石墨模具中，再将石墨模具装入脉冲电流烧结炉中，先将脉冲电流烧结炉抽真空至1.0×10-2Pa～1.5×10-2Pa，通电，以450W～550W的功率预热25min～35min；四、通入强度为13A/mm2～15A/mm2、占空比为0.75的脉冲电流进行烧结，在通入脉冲电流的同时对粉体进行加压，压力逐渐增加，使压力与烧结温度同时达到最大值，压力的最大值为45MPa~55MPa，烧结温度的最大值为1000℃~1200℃，在最大压力和最高温度的条件下保持4min～6min，然后随炉冷却至室温，得到块状纳米晶镍铝合金。2.根据权利要求1所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤一中无水乙醇的量为镍粉和铝粉混合粉末体积的3.5%～4.5%。3.根据权利要求1或2所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤二中高能球磨机的温度为15℃～35℃、转速为290转/分～310转/分、球磨时间为21h～23h。4.根据权利要求3所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤三中脉冲电流烧结炉的真空度为1.1×10-2Pa～1.4×10-2Pa。5.根据权利要求1、2或4所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤三中电功率为460W～530W、预热时间为28min～33min。6.根据权利要求5所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤四中脉冲电流的电流强度为13.5A/mm2～14.5A/mm2。7.根据权利要求1、2、4或6所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤四中脉冲电流的电流强度为13.5A/mm2～14.5A/mm2。8.根据权利要求7所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤四中压力的最大值为47MPa~53MPa。9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤四中烧结温度的最大值为1030℃~1180℃。10.根据权利要求7所述的块状纳米晶镍铝合金的制备方法，其特征在于步骤四中在最大压力和最高温度的条件下保持4.5min～5.5min。2CN101871061A说明书1/4页块状纳米晶镍铝合金的制备方法技术领域[0001]本发明涉及镍铝合金的制备方法。背景技术[0002]NiAl基金属间化合物具有使用温度高、耐氧化、密度低的优点，因而可以作为下一代高温结构材料的候选材料广泛应用于航空航天及涡轮叶片等领域。晶粒细化是改善金属间化合物的性能的有效方法，材料晶粒尺寸的纳米化能大幅度的改善材料的力学性能。现有的制备纳米材料的方法有电沉积、热压烧结、大塑性变形法，其中的电沉积法只能制备薄膜材料，无法制备大块纳米晶材料,目前电沉积法制备的薄膜最大厚度为几百微米；而热压烧结法由于升温时间和保温时间较长，使能源消耗大，生产效率低，生产成本高，同时在保证