一种镍铝合金材料及其制备方法.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CN104651680A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510101477.3(22)申请日2015.03.09(71)申请人苏州圣谱拉新材料科技有限公司地址215101江苏省苏州市吴中区木渎镇珠江南路378号天隆大楼4721室(72)发明人费金华(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人连围(51)Int.Cl.C22C21/02(2006.01)C22C21/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种镍铝合金材料及其制备方法(57)摘要本发明属于铝合金材料领域，涉及一种镍铝合金材料，特别涉及一种掺杂石墨烯的镍铝合金材料及其制备方法，本发明将利用石墨烯的三维网状结构和良好的伸展性和柔韧性，将其掺入到镍铝合金材料高温熔融化状态中，将石墨烯材料作为镍和铝熔融态的联接剂，使镍铝合金材料的相互间的相容性提高，粘结力增强，整体的性能提高。CN104651680ACN104651680A权利要求书1/1页1.一种镍铝合金材料，其特征在于该镍铝合金材料包括以下质量百分比为6％-10％的Si、1％-3.5％的Mg、0.15％-0.85％的Fe、0.5％-1.5％的Cr、1.2％-2.6％的Zn、0.01％-0.08％B、3％-8％的氧化石墨烯、6％-20％的Ni，其余为Al。2.根据权利要求1所述的镍铝合金材料，其特征在于：该镍铝合金材料包括以下质量百分比为7％-8％的Si、2％-3％的Mg、0.35％-0.65％的Fe、0.8％-1.2％的Cr、1.6％-2.3％的Zn、0.02％-0.06％B、5％-7％的氧化石墨烯、10％-16％％的Ni，其余为Al。3.根据权利要求1所述的镍铝合金材料，其特征在于：该镍铝合金材料包括以下质量百分比为7％的Si、2.5％的Mg、0.45％的Fe、1％的Cr、1.8％的Zn、0.05％B、5.5％的氧化石墨烯、13％的Ni，其余为Al。4.根据权利要求1或2所述的镍铝合金材料，其特征在于：所述的镍铝合金材料还包括质量百分比为1％-3.8％Zr。5.根据权利要求4所述的镍铝合金材料，其特征在于：所述的镍铝合金材料的质量百分比为1.8％-3.2％。6.根据权利要求1或2所述的镍铝合金材料，其特征在于：所述的Si、Mg、Fe、Cr、Zn、B、Ni和Al的原料分别以氧化物或单质或盐的形式加入。7.根据权利要求1至6任意一项所述的镍铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取上述质量分数的石墨烯粉末，备用；(2)称取上述质量分数的Si、Mg、Fe、Cr、Zn、B、Ni和Al混合，将混合物置入粉磨机中进行粉末，直到粒径小于0.01微米；(3)将Si、Mg、Fe、Cr、Zn、B、Ni和Al混合物粉末放置石墨化炉内搅拌物料，先用50～80℃预热，预热之后温度升至150～300℃，通入惰性气体保护石墨化炉内气氛；之后以10℃/min～25℃/min升温直混合物完全融化；向熔融液中加入石墨烯并搅拌，最后急冷成型，得到掺杂石墨烯的镍铝合金材料。8.根据权利要求7所述的镍铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体为氮气、氩气、氖气中的任意一种。2CN104651680A说明书1/4页一种镍铝合金材料及其制备方法技术领域：[0001]本发明属于合金材料领域，具体涉及一种掺杂石墨烯的镍铝合金材料，还涉及到该镍铝合金材料的制备方法。技术背景：[0002]目前常用的真空熔炼、定向凝固法制备的NiAl合金，工艺过程复杂，对设备要求较高，同时，也无法在达到很高的致密度要求下，获得晶粒细化的NiAl合金。这样，就使得NiAl合金的力学性能不理想；Ni和Al熔融后二者间的相容性较差，冷却固化后的结构不均匀，相互之间的伸展性也不理想，导致镍铝合金的整体性能下降，应用领域受限。[0003]石墨烯是一种新型碳材料，它具有由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状晶体结构。石墨烯世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/(m·K)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料；此外石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，使其具有很好的柔韧性和伸展率。[0004]鉴于石墨烯具有上述优异的特性，本发明利用石墨烯的网状结构和良好的柔韧性，将石墨烯掺杂到熔融后的镍