一种纤维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(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113857464A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111135526.7C22C49/14(2006.01)(22)申请日2021.09.27C22C101/04(2006.01)C22C101/10(2006.01)(71)申请人上海交通大学C22C101/02(2006.01)地址200240上海市闵行区东川路800号C22C101/14(2006.01)(72)发明人刘静李峰高濂C22C101/06(2006.01)(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220代理人郑立(51)Int.Cl.B22D23/04(2006.01)B22D19/02(2006.01)C22C47/06(2006.01)C22C47/02(2006.01)C22C47/08(2006.01)C22C49/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种纤维增强铝基复合材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种纤维增强铝基复合材料的制备方法，该方法预先将纤维制成具有一定形状的多孔预制体，与铝合金一起在惰性气体氩气中加热到目标温度，使得铝合金液化，再通入氮化镁蒸气，使得液态铝合金通过毛细作用浸渗整个陶瓷预制体，之后抽真空，再降温冷却，最终得到所述复合材料。在惰性气体中加热升温可以有效避免铝基体氧化；达到目标温度后改为反应气，通过氮化镁蒸气改善纤维表面与液态铝合金的润湿性；抽真空进一步将结构中的气体排出，提高复合材料的致密度。本发明有利于提高纤维与铝合金之间的界面结合强度，最大程度发挥复合材料的复合效应和性能优势；同时，通过纤维预成型来实现构件的成型，特别适合于小批量生产结构复杂并且对力学性能具有较高要求的金属零件。CN113857464ACN113857464A权利要求书1/1页1.一种纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1.将纤维制成具有一定形状的多孔预制体；A2.将所述多孔预制体和铝基材料在惰性气体气氛中加热到目标温度；A3.在所述目标温度下通入氮化镁蒸气，并保温一段时间，待所述铝基材料完全浸入纤维构成的所述多孔预制体后，排除合金中的气泡，冷却后即得到纤维增强铝基复合材料。2.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A1中所述纤维为碳纤维、氧化铝、氧化硅、氧化锆、尖晶石、莫来石、碳化硅基的其中任意一种纯相纤维或者其中任意几种组合的复合相纤维。3.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A1中所述纤维的直径介于50nm到20μm之间。4.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A1中所述多孔预制体的孔隙率为50‑99％。5.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A2中所述铝基材料为液态铝或铝合金。6.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A2中所述目标温度为700‑950℃。7.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述惰性气体为氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氡气中一种。8.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述的排除合金中的气泡的方法为抽真空或者加压处理。9.如权利要求5所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述铝合金为镁铝合金。10.如权利要求1所述的纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述一段时间为30分钟。2CN113857464A说明书1/3页一种纤维增强铝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技术领域，具体地，涉及纤维增强铝基复合材料的浸渗制备方法。背景技术[0002]金属基复合材料因其优异的性能一直受到广泛的关注。纤维增强铝基复合材料具有高比强度和高比模量，同时具有良好的耐磨性、导电性、导热性、尺寸稳定性和耐高温性，在航空航天、汽车、电子、机械等领域展示出巨大的应用潜力。纤维增强铝基复合材料的制备方法有扩散连接法、粉末冶金法、气压铸造法和熔融浸润法。这些方法存在的主要问题是纤维损伤大、分布不均匀、与金属的界面结合力弱等，并且要获得良好的界面结合，须对纤维经过预处理或者添加特定的合金元素，工艺复杂且限制较多，因此目前纤维增强铝基复合材料尚未得到大规模的产业化应用。[0003]因此，本领域的技术人员致力于开发一种纤维增强铝基复合材料的制备方法。发明内容[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是纤维增强铝基复合材料制备过程中的纤维损伤大、分布不均匀、与金属的界面结合力弱等问题。[0005]为解